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液滴振荡模型及与数值模拟的对比

陈石 王辉 沈胜强 梁刚涛

液滴振荡模型及与数值模拟的对比

陈石, 王辉, 沈胜强, 梁刚涛
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  • 由于碰撞壁面后液滴内部流动的复杂性, 以及气-液-固三相间的相互作用, 对液滴碰撞壁面形态变化的数学理论研究有较大的难度, 因此所见者多为实验和数值模拟. 本文通过对液滴受力状态的分析, 得到了惯性力、黏性力和表面张力带经验系数的表达式, 并进一步建立了液滴碰撞壁面振荡模型, 得到了液滴铺展半径的振荡表达式, 以及表面张力、黏性系数等参数对液滴铺展的影响. 最后通过与液滴衰减振荡数值模拟结果的对比, 确定了液滴振荡模型中的修正系数, 验证了模型的可行性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51176017, 50976016)和辽宁省自然科学基金(批准号: 20102031)资助的课题.
    [1]

    Ma L Q, Chang J Z, Liu H T, Liu M B 2012 Acta Phys. Sin. 61 054701 (in Chinese) [马理强, 常建忠, 刘汉涛, 刘谋斌 2012 物理学报 61 054701]

    [2]

    Shen S Q, Cui Y Y, Guo Y L 2009 J. Therm. Sci. Technol. 8 194 (in Chinese) [沈胜强, 崔艳艳, 郭亚丽 2009 热科学与技术 8 194]

    [3]

    Šikalo Š, Tropea C, Ganić E N 2005 Exp. Therm. Fluid Sci. 29 795

    [4]

    Šikalo Š, Ganić E N 2006 Exp. Therm. Fluid Sci. 31 97

    [5]

    Gunjal P R, Ranade V V, Chaudhari R V 2005 Aiche J. 51 59

    [6]

    Bi F F, Guo Y L, Shen S Q, Chen J X, Li Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 184702 (in Chinese) [毕菲菲, 郭亚丽, 沈胜强, 陈觉先, 李熠桥 2012 物理学报 61 184702]

    [7]

    Liang G T, Shen S Q, Guo Y L, Chen J X, Yu H, Li Y Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 084707 (in Chinese) [梁刚涛, 沈胜强, 郭亚丽, 陈觉先, 于欢, 李熠桥 2013 物理学报 62 084707]

    [8]

    Shen S Q, Yu H, Guo Y L, Liang G T 2009 J. Therm. Sci. Technol. 12 20 (in Chinese) [沈胜强, 于欢, 郭亚丽, 梁刚涛 2009 热科学与技术 12 20]

    [9]

    Zeng X H, Yang F, Qi L H, Luo J 2007 J. Northwestern Polytech. Univ. 25 528 (in Chinese) [曾祥辉, 杨方, 齐乐华, 罗俊 2007 西北工业大学学报 25 528]

    [10]

    Lunkad S F, Buwa V V, Nigam K D P 2007 Chem. Eng. Sci. 62 7214

    [11]

    Liang G T, Guo Y L, Shen S Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 024705 (in Chinese) [梁刚涛, 郭亚丽, 沈胜强 2013 物理学报 62 024705]

    [12]

    Ma L Q, Liu M B, Chang J Z, Su T X, Liu H T 2012 Acta Phys. Sin. 61 244701 (in Chinese) [马理强, 刘谋斌, 常建忠, 苏铁熊, 刘汉涛 2012 物理学报 61 244701]

    [13]

    Sun Z H, Han R J 2008 Chin. Phys. B 17 3185

    [14]

    Su T X, Ma L Q, Liu M B, Chang J Z 2013 Acta Phys. Sin. 62 064702 (in Chinese) [苏铁熊, 马理强, 刘谋斌, 常建忠 2013 物理学报 62 064702]

    [15]

    Gu Y, Li D 1998 Colloid Surf. A 142 243

    [16]

    Gu Y, Li D 2000 Colloid Surf. A 163 239

    [17]

    Mao T, Kuhn D C S, Tran H 1997 AIChE J. 43 2169

    [18]

    Bennett T, Poulikakos D 1993 J. Mater. Sci. 28 963

    [19]

    Attane P, Girard F, Morin V 2007 Phys. Fluids 19 012101

    [20]

    Taylor G I 1993 The Scientific Papers of G.I. Taylor 3 (Cambridge: University Press)

    [21]

    Taylor G I 1932 Proc. R. Soc. A 138 41

    [22]

    Gao S Q 2010 Capillary Mechanics (Beijing: Higher Education Press) pp30-87 (in Chinese) [高士桥 2010 毛细力学 (北京:科学出版社) 第30–87页]

  • [1]

    Ma L Q, Chang J Z, Liu H T, Liu M B 2012 Acta Phys. Sin. 61 054701 (in Chinese) [马理强, 常建忠, 刘汉涛, 刘谋斌 2012 物理学报 61 054701]

    [2]

    Shen S Q, Cui Y Y, Guo Y L 2009 J. Therm. Sci. Technol. 8 194 (in Chinese) [沈胜强, 崔艳艳, 郭亚丽 2009 热科学与技术 8 194]

    [3]

    Šikalo Š, Tropea C, Ganić E N 2005 Exp. Therm. Fluid Sci. 29 795

    [4]

    Šikalo Š, Ganić E N 2006 Exp. Therm. Fluid Sci. 31 97

    [5]

    Gunjal P R, Ranade V V, Chaudhari R V 2005 Aiche J. 51 59

    [6]

    Bi F F, Guo Y L, Shen S Q, Chen J X, Li Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 184702 (in Chinese) [毕菲菲, 郭亚丽, 沈胜强, 陈觉先, 李熠桥 2012 物理学报 61 184702]

    [7]

    Liang G T, Shen S Q, Guo Y L, Chen J X, Yu H, Li Y Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 084707 (in Chinese) [梁刚涛, 沈胜强, 郭亚丽, 陈觉先, 于欢, 李熠桥 2013 物理学报 62 084707]

    [8]

    Shen S Q, Yu H, Guo Y L, Liang G T 2009 J. Therm. Sci. Technol. 12 20 (in Chinese) [沈胜强, 于欢, 郭亚丽, 梁刚涛 2009 热科学与技术 12 20]

    [9]

    Zeng X H, Yang F, Qi L H, Luo J 2007 J. Northwestern Polytech. Univ. 25 528 (in Chinese) [曾祥辉, 杨方, 齐乐华, 罗俊 2007 西北工业大学学报 25 528]

    [10]

    Lunkad S F, Buwa V V, Nigam K D P 2007 Chem. Eng. Sci. 62 7214

    [11]

    Liang G T, Guo Y L, Shen S Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 024705 (in Chinese) [梁刚涛, 郭亚丽, 沈胜强 2013 物理学报 62 024705]

    [12]

    Ma L Q, Liu M B, Chang J Z, Su T X, Liu H T 2012 Acta Phys. Sin. 61 244701 (in Chinese) [马理强, 刘谋斌, 常建忠, 苏铁熊, 刘汉涛 2012 物理学报 61 244701]

    [13]

    Sun Z H, Han R J 2008 Chin. Phys. B 17 3185

    [14]

    Su T X, Ma L Q, Liu M B, Chang J Z 2013 Acta Phys. Sin. 62 064702 (in Chinese) [苏铁熊, 马理强, 刘谋斌, 常建忠 2013 物理学报 62 064702]

    [15]

    Gu Y, Li D 1998 Colloid Surf. A 142 243

    [16]

    Gu Y, Li D 2000 Colloid Surf. A 163 239

    [17]

    Mao T, Kuhn D C S, Tran H 1997 AIChE J. 43 2169

    [18]

    Bennett T, Poulikakos D 1993 J. Mater. Sci. 28 963

    [19]

    Attane P, Girard F, Morin V 2007 Phys. Fluids 19 012101

    [20]

    Taylor G I 1993 The Scientific Papers of G.I. Taylor 3 (Cambridge: University Press)

    [21]

    Taylor G I 1932 Proc. R. Soc. A 138 41

    [22]

    Gao S Q 2010 Capillary Mechanics (Beijing: Higher Education Press) pp30-87 (in Chinese) [高士桥 2010 毛细力学 (北京:科学出版社) 第30–87页]

  • [1] 强洪夫, 石超, 陈福振, 韩亚伟. 基于大密度差多相流SPH方法的二维液滴碰撞数值模拟. 物理学报, 2013, 62(21): 214701. doi: 10.7498/aps.62.214701
    [2] 马理强, 苏铁熊, 刘汉涛, 孟青. 微液滴振荡过程的光滑粒子动力学方法数值模拟. 物理学报, 2015, 64(13): 134702. doi: 10.7498/aps.64.134702
    [3] 谢 芳, 张 林, 朱亚波, 张兆慧. 碳纳米管振荡的分子动力学模拟. 物理学报, 2008, 57(9): 5833-5837. doi: 10.7498/aps.57.5833
    [4] 刘邱祖, 寇子明, 韩振南, 高贵军. 基于格子Boltzmann方法的液滴沿固壁铺展动态过程模拟. 物理学报, 2013, 62(23): 234701. doi: 10.7498/aps.62.234701
    [5] 方龙, 陈国定. 冷液滴/热液池碰撞混合及温度特性. 物理学报, 2019, 68(23): 234702. doi: 10.7498/aps.68.20190809
    [6] 宋其晖, 石万元. 横向静磁场对电磁悬浮液滴稳定性的影响. 物理学报, 2014, 63(24): 248504. doi: 10.7498/aps.63.248504
    [7] 周剑宏, 童宝宏, 王伟, 苏家磊. 油滴撞击油膜层内气泡的变形与破裂过程的数值模拟. 物理学报, 2018, 67(11): 114701. doi: 10.7498/aps.67.20180133
    [8] 左娟莉, 杨泓, 魏炳乾, 侯精明, 张凯. 气力提升系统气液两相流数值模拟分析. 物理学报, 2020, 69(6): 064705. doi: 10.7498/aps.69.20191755
    [9] 马理强, 常建忠, 刘汉涛, 刘谋斌. 液滴溅落问题的光滑粒子动力学模拟. 物理学报, 2012, 61(5): 054701. doi: 10.7498/aps.61.054701
    [10] 曾果, 李兴源, 刘天琪, 赵睿. 同时抑制低频振荡和次同步振荡的多通道广域自适应阻尼控制. 物理学报, 2014, 63(22): 228801. doi: 10.7498/aps.63.228801
    [11] 马理强, 刘谋斌, 常建忠, 苏铁熊, 刘汉涛. 液滴冲击液膜问题的光滑粒子动力学模拟. 物理学报, 2012, 61(24): 244701. doi: 10.7498/aps.61.244701
    [12] 王金平, 许建平, 徐杨军. 恒定导通时间控制buck变换器多开关周期振荡现象分析. 物理学报, 2011, 60(5): 058401. doi: 10.7498/aps.60.058401
    [13] 乔晓粉, 李晓莉, 刘赫男, 石薇, 刘雪璐, 吴江滨, 谭平恒. 悬浮二维晶体材料反射光谱和光致发光光谱的周期性振荡现象. 物理学报, 2016, 65(13): 136801. doi: 10.7498/aps.65.136801
    [14] 杨先清, 贾燕, 邓敏, 郭海萍, 唐刚, 刘甫. 垂直振动颗粒混合气体的振荡现象研究. 物理学报, 2010, 59(2): 1116-1122. doi: 10.7498/aps.59.1116
    [15] 张旭, 沈柯. 环形腔中激光振荡输出的横向斑图及向光学湍流的转变. 物理学报, 2001, 50(11): 2116-2120. doi: 10.7498/aps.50.2116
    [16] 杨 军, 武文远, 龚艳春. 磁性隧道结中的量子相干输运研究. 物理学报, 2008, 57(1): 448-452. doi: 10.7498/aps.57.448
    [17] 蔡利兵, 王建国. 介质表面高功率微波击穿的数值模拟. 物理学报, 2009, 58(5): 3268-3273. doi: 10.7498/aps.58.3268
    [18] 赵啦啦, 刘初升, 闫俊霞, 蒋小伟, 朱艳. 不同振动模式下颗粒分离行为的数值模拟. 物理学报, 2010, 59(4): 2582-2588. doi: 10.7498/aps.59.2582
    [19] 刘扬, 韩燕龙, 贾富国, 姚丽娜, 王会, 史宇菲. 椭球颗粒搅拌运动及混合特性的数值模拟研究. 物理学报, 2015, 64(11): 114501. doi: 10.7498/aps.64.114501
    [20] 王新鑫, 樊丁, 黄健康, 黄勇. 双钨极耦合电弧数值模拟. 物理学报, 2013, 62(22): 228101. doi: 10.7498/aps.62.228101
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-14
  • 修回日期:  2013-07-09
  • 刊出日期:  2013-10-20

液滴振荡模型及与数值模拟的对比

  • 1. 大连理工大学能源与动力学院, 大连 116024
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51176017, 50976016)和辽宁省自然科学基金(批准号: 20102031)资助的课题.

摘要: 由于碰撞壁面后液滴内部流动的复杂性, 以及气-液-固三相间的相互作用, 对液滴碰撞壁面形态变化的数学理论研究有较大的难度, 因此所见者多为实验和数值模拟. 本文通过对液滴受力状态的分析, 得到了惯性力、黏性力和表面张力带经验系数的表达式, 并进一步建立了液滴碰撞壁面振荡模型, 得到了液滴铺展半径的振荡表达式, 以及表面张力、黏性系数等参数对液滴铺展的影响. 最后通过与液滴衰减振荡数值模拟结果的对比, 确定了液滴振荡模型中的修正系数, 验证了模型的可行性.

English Abstract

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