發(fā)布時(shí)間：2018-01-30 20:16

  本文關(guān)鍵詞： 液滴飛濺 物體入水 VOF方法 CIP方法 流固耦合　出處：《計(jì)算物理》2016年01期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：利用自主研發(fā)的CIP-ZJU(Constrained Interpolation Profile Method in Zhejiang University)高精度數(shù)學(xué)模型研究強(qiáng)非線性自由表面流動問題.模型在直角坐標(biāo)系統(tǒng)下建立,采用緊致插值曲線CIP方法作為流場的基本求解器,通過多相流的方式實(shí)現(xiàn)固-液-氣耦合同步求解,采用平衡格式的VOF(VOF/WLIC:Volume of Fluid/Weighted Line Interface Calculation)自由面捕捉方法改進(jìn)了原模型,利用浸入邊界方法處理運(yùn)動物體.利用改進(jìn)的CIP模型開展了不同類型的物體沖擊液面引起的液滴飛濺現(xiàn)象的數(shù)值模擬,重點(diǎn)分析液滴飛濺過程中的自由液面變形、作用荷載和物體位置等.通過數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較驗(yàn)證模型的可靠性.結(jié)果表明:平衡格式的VOF自由面捕捉方法能更精確地重構(gòu)自由面,本文的數(shù)學(xué)模型可精確預(yù)測強(qiáng)非線性自由表面流動問題.
[Abstract]:Using the self-developed CIP-ZJU(. Constrained Interpolation Profile Method in Zhejiang University. The high precision mathematical model is used to study the problem of strongly nonlinear free surface flow. The model is established under the system of rectangular coordinates. The compact interpolation curve CIP method is used as the basic solver of the flow field and the solid-liquid-gas coupling solution is realized by multiphase flow. VOF in balanced format. VOF/WLIC:Volume of Fluid/Weighted Line Interface calculation. The free surface capture method improves the original model. The modified CIP model is used to simulate the droplet spatter caused by different types of objects impacting the liquid surface. The deformation of free liquid surface in the process of droplet splashing is analyzed emphatically. The reliability of the model is verified by comparing the numerical results with the experimental results. The results show that the VOF free surface capture method based on equilibrium scheme can reconstruct the free surface more accurately. The mathematical model in this paper can accurately predict the strongly nonlinear free surface flow problem.
【作者單位】： 浙江大學(xué)海洋學(xué)院;衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國家海洋局第二海洋研究所;南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51209184;51479175) 浙江省杰出青年基金(LR16E09002) 水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(2013490211)資助項(xiàng)目
【分類號】：O352
【正文快照】： 3.南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京210029)0引言液滴飛濺是自然界中常見的現(xiàn)象,如:船舶航行砰擊、水上飛機(jī)降落、空投魚雷入水、垮塌橋梁落水等問題均涉及液滴飛濺現(xiàn)象.因此開展液滴飛濺的高精度數(shù)值模擬在科學(xué)研究和實(shí)際工程運(yùn)用方面具有重要

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 孫士麗;孫義龍;胡競中;胡健;;圓柱體出水運(yùn)動的自由面效應(yīng)及水�，F(xiàn)象分析[J];計(jì)算物理;2013年02期

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張軍,李英浩,金朋壽;垂直及斜出水流場的二維及三維TR-PIV試驗(yàn)[J];船舶力學(xué);2005年02期

2 徐剛,任文敏,鄭兆昌;水下運(yùn)動體的三維動力特性分析[J];工程力學(xué);2003年03期

3 王瑞臣;;海浪對導(dǎo)彈出水姿態(tài)影響數(shù)值分析[J];青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版);2010年01期

4 曹嘉怡;魯傳敬;李杰;吳磊;;潛射導(dǎo)彈水下垂直自拋發(fā)射過程研究[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2006年06期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林志勇;彭曉峰;;振蕩液滴內(nèi)部流態(tài)[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2007年02期

2 劉志鵬;徐進(jìn)良;;T型微流控芯片中的液滴形成[J];微納電子技術(shù);2007年03期

3 孫煒;季杰;何偉;;人體呼出的污染液滴在空氣中的蒸發(fā)和沉降特性[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

4 崔潔;陳雪莉;王輔臣;龔欣;;撞擊液滴形成的液膜邊緣特性[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

5 熊燃華;許明;李耀發(fā);楊基明;羅喜勝;于勇波;趙鐵柱;;液-液兩相介質(zhì)中液滴在沖擊作用下的演變過程[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2010年06期

6 張謹(jǐn)奕;薄涵亮;孫玉良;王大中;;三維空間液滴運(yùn)動模型[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

7 李大鳴;王志超;白玲;王笑;;液滴撞擊孔口附近壁面運(yùn)動過程的模擬研究[J];物理學(xué)報(bào);2013年19期

8 王琪民,蘇維,王文東,王清安;用高速攝影方法研究單液滴運(yùn)動[J];高速攝影與光子學(xué);1987年03期

9 E.Blaβ ,李素琴;氣泡和液滴的生成和并合[J];力學(xué)進(jìn)展;1990年04期

10 鄭哲敏;液滴與液面碰撞時(shí)發(fā)生環(huán)形穿人的條件[J];力學(xué)學(xué)報(bào);1990年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 左子文;王軍鋒;霍元平;謝立宇;胡維維;;氣流中荷電液滴演化的數(shù)值模擬[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

2 賀麗萍;夏振炎;;低流量微管末端液滴形成及破碎的研究[A];第八屆全國實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

3 熊燃華;許明;李耀發(fā);楊基明;羅喜勝;于勇波;趙鐵柱;;液-液兩相介質(zhì)中液滴在沖擊作用下演變模式[A];第十四屆全國激波與激波管學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2010年

4 劉華敏;劉趙淼;;液滴形成與下落過程分析[A];北京力學(xué)會第13屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

5 鄭哲敏;;液滴與液面碰撞時(shí)發(fā)生環(huán)形穿入的條件[A];鄭哲敏文集[C];2004年

6 劉偉民;畢勤成;張林華;孟凡湃;薛梅;;液滴低壓閃蒸形態(tài)和溫度變化的研究[A];山東省暖通空調(diào)制冷2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

7 呂存景;;微尺度下的液滴黏附力學(xué)[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 陳雪;朱志強(qiáng);劉秋生;;固體表面液滴熱毛細(xì)遷移的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 郭加宏;胡雷;戴世強(qiáng);;液滴沖擊固體表面液膜的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究[A];第九屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十二屆全國水動力學(xué)研討會論文集[C];2009年

10 魏明銳;趙衛(wèi)東;孔亮;沃敖波;;液滴修正零維蒸發(fā)模型的推導(dǎo)與分析[A];2007年APC聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 王小龍;新法可讓液滴按需形成任意形狀[N];科技日報(bào);2014年

2 孫文德;液滴透鏡[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報(bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉棟;液滴碰撞及其融合過程的數(shù)值模擬研究[D];清華大學(xué);2013年

2 周源;蒸汽爆炸中熔融金屬液滴熱碎化機(jī)理及模型研究[D];上海交通大學(xué);2014年

3 馬玉龍;液滴輻射器輻射與蒸發(fā)特性的數(shù)值研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

4 古淑青;微流控液滴單細(xì)胞分析系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2011年

5 馬理強(qiáng);介觀尺度液滴動力學(xué)特性的光滑粒子動力學(xué)模擬[D];中北大學(xué);2013年

6 畢菲菲;液滴撞擊彎曲壁面的動力學(xué)過程研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 李西營;液滴撞擊固體壁面的實(shí)驗(yàn)及理論研究[D];大連理工大學(xué);2010年

8 陳彬劍;T型微通道內(nèi)液滴及氣泡生成機(jī)理的研究[D];山東大學(xué);2011年

9 王宏;梯度表面能材料上液滴運(yùn)動及滴狀凝結(jié)換熱[D];重慶大學(xué);2008年

10 宋晴;基于液滴分析技術(shù)和液滴指紋圖的液體識別方法的研究[D];天津大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 崔艷艷;液滴撞擊傾斜壁面動力學(xué)過程研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 吳方;微流控系統(tǒng)的高通量液滴檢測[D];天津理工大學(xué);2015年

3 龔翔;電場作用下液滴的聚結(jié)特性及高壓靜電破乳研究[D];集美大學(xué);2015年

4 李艷斌;工業(yè)廠房中敞口槽散發(fā)純水液滴的蒸發(fā)和運(yùn)動規(guī)律[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

5 張慧;液滴在隨機(jī)粗糙表面的鋪展動力學(xué)仿真研究[D];蘇州大學(xué);2015年

6 蘇鳳婷;基于單探針和液滴輔助的微構(gòu)件轉(zhuǎn)移方法和實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 李燕;液滴撞擊加熱固體平壁變形過程的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2009年

8 熊燃華;液-液兩相介質(zhì)中液滴在瞬時(shí)來流作用的演變過程研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

9 李磊;單液滴燃燒的壓力效應(yīng)與熱環(huán)境影響研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

10 邢淑敏;均質(zhì)表面上液滴聚合的可視化實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2006年

，

本文編號：1477138