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高粘度流体中上升气泡的直接数值模拟
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK16[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50406021;No.50521604);教育部留学回国人员科研启动基金项目;西安交通大学在职博士基金资助项目
作者: 陈斌[1]
中文摘要:

本文将基于Front Tracking方法求解气液两相界面迁移特性的直接数值模拟方法扩展到中低Re数情形(1.89≤Re≤55.6),针对无边界以及垂直壁面附近高粘度流体中单个气泡(1.2mm≤D≤6mm)的上升过程进行模拟,研究气泡运动的机理以及气泡与壁面的相互作用。数值模拟准确再现了气泡的上升过程和变形,不同Re数下气泡的上升速度计算结果同经验关联式非常吻合,验证了该方法在中低Re数范围内的有效性。壁面附近流场的不对称引发壁面对气泡的升力是导致气泡逐渐偏离垂直壁面的原因,计算得到的壁面作用力系数同实验结果的对比也确定了本文参数范围内计算壁面对气泡作用力的模型。

英文摘要:

Direct numerical simulation based on the front tracking method to investigate the migration characteristics of gas-liquid two-phase flow is extended to low-to-moderate Reynolds number case (1.89≤ Re ≤55.6). A single bubble rising in unbounded/wall-bounded high viscosity fluid is simulated in three dimensions to investigate the bubble motion mechanism and the bubble-wall interaction. The diameter of the bubble ranges from 1.2 mm to 6 mm. Deformed bubble shape and the rising process are reproduced under different Reynolds number. The calculated rising velocity agrees quite well with available empirical correlations, which validates the accuracy of this method in the low-tomoderate Reynolds number. The investigation of the velocity field around the bubble suggests that the suppression of the wall-normal velocity component is the source of the wall-induced lift force. The comparison of calculated wall-force coefficient with experiment determines the wall force model in the parameter range of present paper.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 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,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:21026