不相容液滴碰撞的三维直接数值模拟的流体体积法
摘要：VOF方法中引入第三个不相溶相的挑战之一是在任意排列中重构三相交界面。为此，本文展示了一种基于分段线性界面计算（PLIC）的高效方法。此外，采用了强健的连续表面应力（CSS）模型来增强三相情况下具有大规模拓扑变化和薄膜的表面力建模。界面处流体性质的一致缩放确保能量守恒。这些方法在多相流动求解器Free Surface 3D（FS3D）中的实现经过了成功验证。对不相溶液滴的二元碰撞形态学的定性比较以及对区分不同碰撞机制的阈值速度的定量比较与实验结果显示出良好的一致性。这些模拟可评估在碰撞过程中两种不相溶液体的动能、表面能和耗散能的贡献等实验难以获得的数据。此外，与相同液体的二元碰撞进行比较突出了碰撞之间的相似性和差异性。这两者都可以支持未来不相溶液体相互作用的建模。
作者：Johanna Potyka and Kathrin Schulte
论文ID：2306.12096
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-07-11