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液滴冲击液膜问题的光滑粒子动力学模拟
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:354-363
  • 分类:TQ028.32[化学工程]
  • 作者机构:[1]中北大学机电工程学院,太原030051, [2]中国科学院力学研究所,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50976108,11172306)和山西省人才专项基金(批准号:20060403JJ)资助的课题.
  • 相关项目:大变形自由表面流动及流固耦合粒子模型与实验研究
中文摘要:

本文对传统的光滑粒子动力学方法进行了改进.改进的光滑粒子动力学方法对传统粒子方法中的核梯度进行了修正,采用了一种新型的耦合边界条件,添加了表面张力和人工应力的计算程序.应用改进的光滑粒子动力学方法对液滴冲击液膜问题进行了数值模拟.得到了不同时刻液滴内部的压力变化特征,精细地捕捉了不同时刻的自由面,从机理上分析了液滴产生飞溅的条件,探讨了韦伯数,表面张力对液滴冲击液膜问题的影响.计算结果表明,改进光滑粒子动力学方法能够有效地描述液滴冲击液膜的动力学特性和自由表面变化特征,能够得到稳定精度的结果.

英文摘要:

In this paper, we present a modified smoothed particle hydrodynamics (SPH) method. In order to well predict the morphology change of liquid drop, the presented SPH method employs a kernel gradient correction and a coupled solid boundary treatment algo- rithm. An inter-particle interaction force is used to model surface tension, and an artificial stress model is used to deal with tensile instability. The process of droplet impacting on liquid film is numerically simulated by the modified SPH method, which can well predict the pressure field evolution process of the drop impacting onto the liquid film and capture the variation of the free surface at dif- ferent instants. Effects of Web number and surface stress on droplet impacting are also investigated, and mechanism of droplet splashing is analyzed. It is clearly demonstrated that the modified SPH method can effectively describe the dynamics of droplet splashing and the variation of the free surface. The obtained liquid drop morphology accords well with the results from other sources.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876