三维格子博尔茨曼模型与自调状态方程,用于多相流
Rongzong Huang1, Qing Li1, Yu Qiu1
1School of Energy Science and Engineering, <a href="https://ror.org/00f1zfq44">Central South University</a>, 410083 Changsha, China.
这项研究将一个具有自调状态方程 (EOS) 的晶格博尔兹曼 (LB) 模型扩展到3D,用于多相流动模拟. 改进的模型实现了热力学一致性,并允许独立调整表面张力和接触角度.
科学领域:
- 计算流体动力学 计算流体动力学
- 多相流量建模多相流量建模
- 热力学是一种热力学.
背景情况:
- 现有的格子博尔茨曼 (LB) 模型需要复杂的修改,以准确的多相流量模拟.
- 自调状态方程 (EOS) 提供了一种有前途的方法来提高LB模型的准确性和灵活性.
- 将2D模型扩展到3D对于模拟现实的多相现象至关重要.
研究的目的:
- 为了扩展3D格子博尔茨曼 (LB) 模型,使用自调状态方程 (EOS) 进行多相流动模拟.
- 确保热力学的一致性,并允许对接口属性的独立控制.
- 通过数值测试验证模型的准确性和适用性.
主要方法:
- 使用了标准的3D27速度格子和多重放松时间碰撞操作员.
- 引入了用于平衡时刻的内置变量,并修改了用于自调 EOS 的碰撞矩阵.
- 集成的双相相互作用力和对离散格子效应的补偿方案.
主要成果:
- 实现了多相LB模型与自调EOS的热力学一致性.
- 证明了接触角度,表面张力和接口厚度的独立调整.
- 通过散装和表面热力学分析以及滴滴碰撞模拟来验证模型.
结论:
- 开发的3D LB模型与自调 EOS 精确模拟了多相流.
- 该模型为研究具有可调性属性的接口现象提供了一个强大的框架.
- 这项工作提升了LB方法对复杂流体动力学问题的能力.
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