基于伪势格子Boltzmann模型修正PR状态方程

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作者 曾建邦 蒋方明 +1 位作者 胡安杰 李隆键 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期83-88,共6页

探讨势函数对伪势格子Boltzmann模型基于PR状态方程计算饱和水气液两相密度的影响,发现选取合适的势函数形式虽可使模拟结果与Maxwell理论解吻合良好,但其与实验值的差距却较大,需修正PR方程。基于伪势模型分析文献中的PR型状态方程发现... 探讨势函数对伪势格子Boltzmann模型基于PR状态方程计算饱和水气液两相密度的影响,发现选取合适的势函数形式虽可使模拟结果与Maxwell理论解吻合良好,但其与实验值的差距却较大,需修正PR方程。基于伪势模型分析文献中的PR型状态方程发现,单独修正引力或斥力项,均无法同时兼顾计算精度和模型适用的温度范围。为此,本文基于该模型同时对PR方程的引、斥力项系数进行修正,得到了一个新的能够准确地描述饱和水气液两相性质的状态方程。 展开更多

关键词 伪势格子boltzmann模型 PR状态方程 势函数 Maxwell定律

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近复杂几何固壁空泡溃灭的伪势格子Boltzmann建模

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作者 单鸣雷 杨雨 +4 位作者 胡青晨 姚澄 朱昌平 向衍 盛金保 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第3期307-314,共8页

格子Boltzmann方法伪势多相模型具有高效性和复杂几何边界实施的简易性。该文采用改进作用力的伪势多相模型,通过优化参数实现最大程度的热力学一致性,进而提高模型的密度比和稳定性。分别从伪速度、网格不变性、Young-Laplace验证等方... 格子Boltzmann方法伪势多相模型具有高效性和复杂几何边界实施的简易性。该文采用改进作用力的伪势多相模型,通过优化参数实现最大程度的热力学一致性,进而提高模型的密度比和稳定性。分别从伪速度、网格不变性、Young-Laplace验证等方面研究了改进模型的性能。通过改进的模型模拟了复杂几何固壁附近空泡溃灭过程。分析了空化泡溃灭阶段的密度场、压力场和速度场演化过程,以及复杂几何固壁附近的空泡动力学特性。结果表明伪势格子Boltzmann方法在探索空泡溃灭和复杂几何固壁间的相互作用规律研究中是一种有效的工具。 展开更多

关键词 格子boltzmann方法 改进伪势模型 空泡溃灭 复杂几何固壁

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基于格子Boltzmann方法的液滴在圆柱壁面上运动过程研究

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作者 金虎 杨帆 戴梦瑶 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2897-2908,共12页

采用真实流体状态方程的伪势格子Boltzmann方法大密度比多相流模型,模拟了重力作用下的单液滴在圆柱壁面上的运动过程。计算结果表明,随着圆柱壁面疏水性沿重力方向逐渐增强,液滴运动过程可分为铺展和滑落两个阶段。壁面浸润性分布及其... 采用真实流体状态方程的伪势格子Boltzmann方法大密度比多相流模型,模拟了重力作用下的单液滴在圆柱壁面上的运动过程。计算结果表明,随着圆柱壁面疏水性沿重力方向逐渐增强,液滴运动过程可分为铺展和滑落两个阶段。壁面浸润性分布及其变化率均会影响液滴运动过程,当液滴运动至圆柱下半部分时,其平均速度、最大速度、附着长度和液滴高度等参数随时间变化开始发生分化。此外,当液滴开始及完全运动至圆柱下半部分时,其所受附着力的水平及垂直分量分别达到最大。这些发现为深入理解液滴在圆柱壁面上的运动特性提供了重要的理论支持。 展开更多

关键词 格子boltzmann方法 伪势模型 液滴 圆柱壁面 浸润性分布 多相流 数值模拟 计算流体力学

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用格子Boltzmann方法模拟液滴撞击固壁动力学行为 被引量：9

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作者 权生林 李爽 +1 位作者 李维仲 宋永臣 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期627-632,共6页

首次用格子Boltzmann方法中的伪势模型对液滴撞击固壁的动力学行为进行了数值模拟。详细研究了液滴在壁面上的流动状态以及各种因素对撞击过程的影响。通过数值模拟得到:壁面的可润湿性越小,液滴越容易发生反弹,液滴的回缩速度越快;液... 首次用格子Boltzmann方法中的伪势模型对液滴撞击固壁的动力学行为进行了数值模拟。详细研究了液滴在壁面上的流动状态以及各种因素对撞击过程的影响。通过数值模拟得到:壁面的可润湿性越小,液滴越容易发生反弹,液滴的回缩速度越快;液滴的撞击速度越大,所得到的相对直径越大,回缩速度越快;液滴的粘性越小,所得到的相对直径越大;液滴的表面张力越大,液滴越容易发生反弹现象。另外,液滴的最大相对直径与We数满足一定的线性关系,这些结果与前人的理论预测和实验结果完全吻合。 展开更多

关键词 格子boltzmann方法 伪势模型 两相流 液滴撞击固壁 数值模拟

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基于格子Boltzmann方法的储层岩石油水两相分离数值模拟 被引量：2

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作者 朱益华 陶果 方伟 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期48-52,共5页

针对岩石物理试验中出现的孔隙流体(油水)两相分离现象,应用格子Boltzmann(LB)方法中的两相不相溶流体的伪势模型,对油水界面动力学行为进行微观数值模拟,分析多孔介质中两相流动的微观特征,并从理论上给出两相不相溶流体界面张力因子G... 针对岩石物理试验中出现的孔隙流体(油水)两相分离现象,应用格子Boltzmann(LB)方法中的两相不相溶流体的伪势模型,对油水界面动力学行为进行微观数值模拟,分析多孔介质中两相流动的微观特征,并从理论上给出两相不相溶流体界面张力因子Gf值的确定方法。模拟由于表面张力造成的油水两相分离现象,在此基础上研究润湿性对真实储层岩心孔隙流体两相分离的影响,并实现全程动态可视化。研究表明,用LB方法进行储层岩石油水两相分离简便易行、形象直观,是研究流体分离规律和特点的重要评价方法。 展开更多

关键词 储层岩石 两相分离 格子boltzmann 伪势模型 润湿性

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PEMFC碳纸气体扩散层内气液两相流格子Boltzmann模拟 被引量：1

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作者 吴伟 陈旺 蒋方明 《新能源进展》 2016年第5期351-357,共7页

为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)水管理,本文借助多相流格子Boltzmann模型(LBM)模拟分析了PEMFC碳纸气体扩散层(GDL)内的气液两相输运过程,主要研究了GDL疏水性对气液两相流的影响。结果表明:液态水流路径不仅受到GDL结构形态的影响... 为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)水管理,本文借助多相流格子Boltzmann模型(LBM)模拟分析了PEMFC碳纸气体扩散层(GDL)内的气液两相输运过程,主要研究了GDL疏水性对气液两相流的影响。结果表明:液态水流路径不仅受到GDL结构形态的影响,而且受到材料疏水性影响。液态水在疏水性弱的GDL中不仅容易沁入,而且容易在孔隙中达到饱和;相反,在疏水性较强的GDL中,液态水很难突破沁入小尺寸孔隙,而从孔径较大的孔隙流通,从而形成毛细力主导的指进流动。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 伪势多相流格子boltzmann模型 气液两相输运 碳纸气体扩散层 疏水性

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基于改进伪势LBM的空泡溃灭建模 被引量：2

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作者 胡青晨 单鸣雷 +2 位作者 朱昌平 殷澄 姚澄 《应用声学》 CSCD 北大核心 2016年第6期480-486,共7页

为研究空化泡溃灭阶段的数值仿真,本文以格子Boltzmann方法为基础,采用改进作用力引进格式,对改变力学稳定性条件相关参数进行优化。通过最优参数提取,提高该多相格子Boltzmann模型密度比,从而最大程度保证热力学一致性及模型稳定性。... 为研究空化泡溃灭阶段的数值仿真,本文以格子Boltzmann方法为基础,采用改进作用力引进格式,对改变力学稳定性条件相关参数进行优化。通过最优参数提取,提高该多相格子Boltzmann模型密度比,从而最大程度保证热力学一致性及模型稳定性。并通过共存密度曲线对比及误差值计算,确定了参数的最优值。基于改进伪势格子Boltzmann模型对空泡溃灭进行建模,并将计算结果和实验结果对比,验证了空泡溃灭模型的有效性,对实际运用有一定的指导意义。 展开更多

关键词 格子boltzmann方法 伪势模型 热力学一致性 空泡溃灭

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多孔介质通道内非混相驱替过程的格子Boltzmann方法模拟 被引量：2

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作者 刘佳威 许志美 +1 位作者 宗原 刘涛 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1347-1354,共8页

针对CO_2泡沫相与原油体系,基于Shan-Chen伪势格子Boltzmann模型,耦合液-液、液-固间相互作用力与界面张力、液固润湿性之间的关系,对多孔介质通道内CO_2泡沫驱流动规律进行数值模拟,研究了雷诺数(Re)、毛细数(Ca)和壁面润湿性对非混相... 针对CO_2泡沫相与原油体系,基于Shan-Chen伪势格子Boltzmann模型,耦合液-液、液-固间相互作用力与界面张力、液固润湿性之间的关系,对多孔介质通道内CO_2泡沫驱流动规律进行数值模拟,研究了雷诺数(Re)、毛细数(Ca)和壁面润湿性对非混相两相驱替流动中黏性指进的影响。实验结果表明,随Re和Ca的增大,黏性指进显著发展,驱替效率降低;壁面润湿时,无明显指进现象,而当壁面非润湿时,黏性指进较为明显,且随非润湿性程度的增加而愈发严重。在进行两相驱替流动时,需综合物性及驱替流体与固壁的润湿情况,确定驱替流体的注入条件,以提高驱替效率。 展开更多

关键词 Shan—Chen伪势格子boltzmann方法 驱替 二氧化碳

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基于格子Boltzmann方法的液润表面减阻规律 被引量：2

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作者 秦声雷 侯国祥 +2 位作者 郭文强 周斌斌 姜思远 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第5期163-171,196,共10页

[目的]近年来,液润表面(LIS)作为一种新型的减阻表面被提出。它将传统疏水表面微沟槽中残存的气体替换为润滑油,进而提高了减阻效果的稳定性。为了更全面地认识液润表面,研究润滑油溶解性对滑移长度的影响。[方法]基于格子Boltzmann方法... [目的]近年来,液润表面(LIS)作为一种新型的减阻表面被提出。它将传统疏水表面微沟槽中残存的气体替换为润滑油,进而提高了减阻效果的稳定性。为了更全面地认识液润表面,研究润滑油溶解性对滑移长度的影响。[方法]基于格子Boltzmann方法(LBM)伪势模型,对液润表面的滑移现象进行数值模拟,研究润滑油溶解密度和外部剪切率对滑移长度的影响规律。[结果]液润表面可以产生滑移现象,当润滑油完全混溶或极难溶时,滑移长度与组分间分子作用强度有较好的线性关系。[结论]润滑油难溶于水时,组分间作用力越大,减阻效果越好。且滑移长度不显著依赖于剪切率,润滑油的减阻特性与传统超疏水壁面的减阻特性有相似性。 展开更多

关键词 滑移长度 格子boltzmann方法 液润表面 Shan-Chen伪势模型

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施加流速边界条件的格子Boltzmann模型的沸腾传热模拟

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作者 徐海天 徐艳英 翟明 《化工进展》 2025年第S1期84-91,共8页

沸腾传热现象会直接影响换热器的换热效率,采用伪势格子Boltzmann模型对池沸腾传热进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析,验证其可行性。本文采用改进流速边界条件的伪势格子Boltzmann模型对固液换热面对流传热进行数值模拟,分析核态... 沸腾传热现象会直接影响换热器的换热效率,采用伪势格子Boltzmann模型对池沸腾传热进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析,验证其可行性。本文采用改进流速边界条件的伪势格子Boltzmann模型对固液换热面对流传热进行数值模拟,分析核态沸腾、过渡沸腾和膜态沸腾全周期演化规律,探究施加流速对固液换热面气泡动力学与传热特性的影响机制,实现了二维矩形截面内气液两相流的多尺度耦合模拟。结果表明,采用伪势格子Boltzmann模型对池沸腾传热进行数值模拟是可行的;施加流速会不同程度缩短核态沸腾和过渡沸腾阶段,延长膜态沸腾阶段;相较于无流速,在核态沸腾阶段施加0.005m/s<R<0.050m/s的流速,第一沸腾气泡脱离时间缩短12%~35%,临界热流密度峰值达6102.0W/m^(2),提升了5.5%,传热系数峰值达56.9~58.0W/(m^(2)·K),提升了1.5%~10.5%;在过渡沸腾阶段施加R>0.050m/s的流速时,气泡逐渐合并为气膜,并迅速横向铺展,提前诱发膜态沸腾;膜态沸腾阶段,流动减小气膜厚度,热流密度曲线形成达920W/m^(2)的周期性热流尖峰,但施加流速将恶化传热。 展开更多

关键词 数值模拟 伪势格子boltzmann模型 沸腾传热 流速 气泡动力学 传热系数

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基于格子玻尔兹曼方法的双液滴撞击壁面液膜的热特性演化过程 被引量：3

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作者 宋翔 何小泷 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第3期1207-1215,共9页

为了研究并排双液滴撞击覆有液膜的高温壁面过程中壁面热流密度分布特征,基于水热耦合双分布函数格子玻尔兹曼伪势模型,探究了液滴间距、撞击速度和液相黏滞系数在不同时刻对壁面瞬时热流密度分布的影响。结果表明:低温液滴的扩散与下... 为了研究并排双液滴撞击覆有液膜的高温壁面过程中壁面热流密度分布特征,基于水热耦合双分布函数格子玻尔兹曼伪势模型,探究了液滴间距、撞击速度和液相黏滞系数在不同时刻对壁面瞬时热流密度分布的影响。结果表明:低温液滴的扩散与下潜导致撞击区和中心射流区的壁面与液膜之间的温度梯度上升,引起撞击区和中心射流区壁面热流密度骤增。撞击区传热形式以对流传热为主,静态区受液冠处速度不连续性影响,其传热形式以扩散传热为主。双液滴撞击速度增大导致液滴下潜和扩展程度加深,液膜内部对流传热增强。双液滴间距增加引起双液滴内侧液冠在液膜内扩展空间增大,造成瞬时壁面高热流密度区域面积增加,利于散热。此外,更大的液相黏滞系数增大了液滴撞击液膜过程中的黏滞耗散,降低低温液滴的下潜程度和撞击区的液膜流场对流强度,导致壁面热流密度峰值减小。 展开更多

关键词 格子玻尔兹曼方法 伪势模型 双液滴撞击 热流密度特征

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基于格子玻尔兹曼方法的二维T型微通道内液滴生成 被引量：1

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作者 王昭君 杨帆 郭雪岩 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期231-237,共7页

采用格子玻尔兹曼方法中的伪势模型,模拟了密度比近似相同且不互溶的两液相在T型微通道内产生不同形态的液滴,模拟结果与实验结果相吻合。分析了毛细数、两相流量比及两相的黏度比等因素对生成的液滴尺寸和间距的影响,模拟结果所得各种... 采用格子玻尔兹曼方法中的伪势模型,模拟了密度比近似相同且不互溶的两液相在T型微通道内产生不同形态的液滴,模拟结果与实验结果相吻合。分析了毛细数、两相流量比及两相的黏度比等因素对生成的液滴尺寸和间距的影响,模拟结果所得各种因素间的数值公式也与实验结果相差无几,连续相的毛细数和两相流量比对液滴的尺寸和间距的影响比较大,两相的黏度比对液滴的影响微小。 展开更多

关键词 两相流 T型微通道 液滴生成 伪势模型 格子玻尔兹曼

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锂电池注液工艺中电解液驱替的格子Blotzmann模拟

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作者 俞涛 李顶根 +1 位作者 张晓军 戴克文 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第2期123-128,共6页

锂离子动力电池注液工艺中,电解液的驱替效率直接影响后续工艺中固体电解质界面膜(SEI)的成型质量。采用随机生长四参数法,对锂离子电池多孔电极微观结构进行了重构;基于改进的伪势格子Boltzmann模型研究电池注液工艺中的非混相驱替;仿... 锂离子动力电池注液工艺中,电解液的驱替效率直接影响后续工艺中固体电解质界面膜(SEI)的成型质量。采用随机生长四参数法,对锂离子电池多孔电极微观结构进行了重构;基于改进的伪势格子Boltzmann模型研究电池注液工艺中的非混相驱替;仿真分析了锂离子电池多孔电极结构的壁面润湿性和孔隙率对驱替效率的影响。研究表明,多孔电极的润湿特性对驱替效率有显著影响,随着接触角增大而驱替效率降低;在单一孔隙率的多孔介质中,随着孔隙率增加而驱替效率增高,被驱替相残留越少,驱替效果越好;但当电解液流经负极和隔膜交界面处时,因两侧润湿特性和孔隙率有差异,会使得电解液在两侧的驱替效率不同,孔隙率大的一侧在垂直流动方向会产生渗流,降低另一侧的驱替效率,产生气泡,影响到SEI膜的成型。 展开更多

关键词 格子boltzmann 伪势模型 电池注液 驱替效率

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微孔间距和孔径对PEMFC气体扩散层表面液滴流动传输特性的影响 被引量：1

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作者 余宾宴 马建 +2 位作者 陈轶嵩 耿莉敏 王茜 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1025-1033,共9页

质子交换膜燃料电池(PEMFC)被认为是最具潜力的新能源汽车动力装置之一,其性能受到气体扩散层(GDL)表面液滴的形成及动态传输特性的影响。本文以格子Boltzmann方法(LBM)的伪势模型为基础,对液滴从GDL表面浮现、生长和脱落等动态过程进... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)被认为是最具潜力的新能源汽车动力装置之一,其性能受到气体扩散层(GDL)表面液滴的形成及动态传输特性的影响。本文以格子Boltzmann方法(LBM)的伪势模型为基础,对液滴从GDL表面浮现、生长和脱落等动态过程进行了仿真模拟,详细分析了微孔间距和孔径对气体扩散层表面液滴动态特性以及流道内压降的影响。研究结果表明在双进水孔的情况下,两个微孔小于某一个微孔间距时,两个液滴会发生融合,融合后的液滴会增大气流通道内的压降,缩短液滴排出的时间,当两个微孔孔距足够大时,两个液滴之间几乎没有相互影响,液滴排除时间相等,且流道内压降随着微孔间距的增加而降低。不同孔径的液滴在GDL表面的运动主要受气体作用剪切力的影响,与下游孔径大于上游孔径液滴的运动周期相比,上游孔径比下游孔径大时,液滴的运动周期更短。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层 格子boltzmann方法 伪势模型

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质量力作用下液滴变形及破裂现象的LBM模拟 被引量：3

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作者 赵胤 杨帆 +1 位作者 郭雪岩 戴韧 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期801-807,共7页

基于伪势模型的两相格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method-LBM)模拟研究了液滴在质量力作用下的运动、变形和破裂现象.根据Young-Laplace定律确定模拟中所需的表面张力系数值,并对模型中表面张力所应具有的各向同性特性进行验证... 基于伪势模型的两相格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method-LBM)模拟研究了液滴在质量力作用下的运动、变形和破裂现象.根据Young-Laplace定律确定模拟中所需的表面张力系数值,并对模型中表面张力所应具有的各向同性特性进行验证;计算了不同Bond数和Ohnesorge数时液滴的运动和变形过程.结果表明:随着Bond数的增大,液滴变形不断加剧并最终破裂;随着Ohnesorge数的增大,液滴趋向于维持其原始形状,运动过程中破裂现象的发生将受到抑制. 展开更多

关键词 格子boltzmann方法 液滴变形 破裂 模拟 伪势模型

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液滴倾斜撞击液膜液冠演化规律 被引量：1

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作者 郭平措 何小泷 袁浩 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第11期86-93,共8页

采用可调节表面张力的大密度比格子玻尔兹曼伪势模型模拟了液滴倾斜撞击液膜的过程,分析了不同雷诺数、韦伯数、液膜厚度和碰撞角对液冠演化的影响。结果表明:碰撞时能量损失随着雷诺数增大而减小,但随着液膜厚度增大而增大;上下游液冠... 采用可调节表面张力的大密度比格子玻尔兹曼伪势模型模拟了液滴倾斜撞击液膜的过程,分析了不同雷诺数、韦伯数、液膜厚度和碰撞角对液冠演化的影响。结果表明:碰撞时能量损失随着雷诺数增大而减小,但随着液膜厚度增大而增大;上下游液冠高度均随着雷诺数、韦伯数和碰撞角的增大而增大;同时上下游液冠高度随着液膜厚度的变化呈现先增大后减小的趋势,液膜厚度为0.25倍液滴半径时达到最大值。液冠延伸长度同样随着雷诺数和碰撞角增大而增大,但并不随着韦伯数的增大而变化,同时液冠延伸长度随着液膜厚度增加而减小。 展开更多

关键词 格子玻尔兹曼方法 伪势模型 倾斜撞击 液冠演化 液冠飞溅

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汽液黏滞系数对空化泡溃灭过程影响的数值模拟 被引量：3

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作者 袁晓龙 何小泷 汪凯迪 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2020年第5期19-23,共5页

利用格子玻尔兹曼方法(LBM)伪势模型模拟了近壁区空化泡溃灭过程,分析了不同汽相黏滞系数和液相黏滞系数对空化泡溃灭过程中的最大微射流流速、最大溃灭压力、最大溃灭时间的影响。结果表明,相同液相黏滞系数条件下,改变汽相黏滞系数,... 利用格子玻尔兹曼方法(LBM)伪势模型模拟了近壁区空化泡溃灭过程,分析了不同汽相黏滞系数和液相黏滞系数对空化泡溃灭过程中的最大微射流流速、最大溃灭压力、最大溃灭时间的影响。结果表明,相同液相黏滞系数条件下,改变汽相黏滞系数,空化泡溃灭时产生的最大微射流流速、最大溃灭压力和最大溃灭时间不变;保持汽相黏滞系数不变,空化泡溃灭时最大溃灭压力、最大微射流流速均随着液相黏滞系数的增大而减小,但最大溃灭时间随着液相黏滞系数的增大而增大。 展开更多

关键词 空化泡溃灭 格子玻尔兹曼方法 伪势模型 汽相黏滞系数 液相黏滞系数

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