沉浸边界格子博尔兹曼中等尺度方法用于湿问题
Elisa Bellantoni1,2,3, Fabio Guglietta2, Francesca Pelusi4
1Cyprus Institute, Computation-based Science and Technology Research Center, The , 20 Konstantinou Kavafi Street, 2121 Nicosia, Cyprus.
我们开发了一个新的计算模型,用于液滴 - 固体相互作用,使用混合沉浸边界格子博尔兹曼方法. 这个模型准确地模拟了各种湿行为,没有参数预校准,改进了滴滴动力学研究.
科学领域:
- 计算物理学的计算物理.
- 流体动力学 流体动力学
- 材料科学是一种材料科学.
背景情况:
- 模拟液滴-固体相互作用对于理解像湿这样的现象至关重要.
- 现有的计算模型经常与数值不稳定性作斗争,需要广泛的参数调整.
- 精确建模滴滴接口和湿相互作用仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 开发一种用于滴体-固体相互作用的新型中介尺度计算模型.
- 准确模拟各种湿行为,从恐水性到爱水性.
- 为了提高稳定性和减少现有模型的校准需求.
主要方法:
- 混合计算方法结合了沉浸边界 (IB) 和格子博尔兹曼 (LB) 方法.
- IB方法模拟了非理想的尖滴滴接口.
- LB 方案模拟了内部和外部流体,具有用于中等尺度湿的新型相互作用力.
- 相互作用力在接触线附近提供接口配置正规化,防止数值不稳定.
主要成果:
- 该模型成功地模拟了广泛的湿相互作用,没有预校准.
- 对分析结果的验证证实了在平衡状态下精确预测液滴形状的准确性.
- 对液滴扩散动态的缩放规律被准确地复制.
结论:
- 拟议的混合IB-LB模型提供了一个强大的和多功能工具,用于大尺度模拟液滴-固体相互作用.
- 这种新型的相互作用力显著提高了模型稳定性和适用于不同湿模式的可用性.
- 这项工作推进了各种科学和工程领域湿现象的模拟能力.
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