本文選題：格子Boltzmann方法　切入點：°剛性壁面　出處：《南京大學學報(自然科學)》2017年01期

【摘要】：空化泡潰滅對近壁面的沖蝕是流體力學研究中的重點,新興的格子Boltzmann方法能很好的從底層描述多相流問題.基于格子Boltzmann Shan-Chen模型,耦合了Carnahan-Starling狀態(tài)方程和可精確得出外力項的精確差分法,利用無滑移反彈邊界處理格式和壓力邊界條件,完整可視化的模擬了二維流場下單氣泡在90°剛性壁面拐角處的潰滅泡形演化,并分析了流場內氣泡的動力學行為.發(fā)現(xiàn)在特定的入口差壓和氣泡初始半徑條件下,在大氣泡的壓縮過程中90°剛性壁面拐角處可誘導生成新微氣泡,生成的新微氣泡伴隨著大氣泡的進一步壓縮而潰滅,潰滅釋放的反彈壓力沖蝕壁面.剛性壁面的阻滯作用對氣泡的變形及潰滅影響很大,會減緩氣泡的潰滅時間,抑制氣泡振動,而且剛性壁面的阻滯效應整體上也是氣泡初始半徑R0、氣泡泡心到剛性壁面的距離b和入口壓力差ΔP等共同作用的結果.微氣泡的生成表明剛性壁面夾角處的氣泡潰滅會產生復雜的渦旋結構,渦旋可促進其他空化泡的形成.流場內渦旋流動特性應是研究空化效應的又一亮點.
[Abstract]:The erosion of cavitation bubble collapse to the near wall is the focus of hydrodynamics research. The new lattice Boltzmann method can describe the multiphase flow problem from the bottom layer very well. Based on the lattice Boltzmann Shan-Chen model, the new lattice Boltzmann method can describe the multiphase flow problem from the bottom layer. The Carnahan-Starling equation of state is coupled with the exact difference method which can accurately obtain the external force term. The non-slip bouncing boundary treatment scheme and the pressure boundary condition are used. The evolution of bubble collapse at the corner of 90 擄rigid wall in two-dimensional flow field is simulated visually, and the dynamic behavior of bubble in the flow field is analyzed. It is found that under certain conditions of inlet differential pressure and initial radius of bubble, A new micro bubble can be induced to form at the corner of 90 擄rigid wall during the compression of a large bubble, and the new bubble collapses with the further compression of the large bubble. The rebound pressure released by collapse erodes the wall surface. The blocking effect of rigid wall has a great effect on the bubble deformation and collapse, which will slow down the bubble collapse time and suppress the bubble vibration. Moreover, the blocking effect of rigid wall is also the result of the initial radius of bubble R0, the distance from the bubble center to the rigid wall b and the inlet pressure difference 螖 P. the formation of micro bubble indicates that the bubble at the angle between rigid wall and so on. Collapsing produces complex vortex structures, Vortex can promote the formation of other cavitation bubbles, and the vortex flow characteristics in the flow field should be another bright spot in the study of cavitation effect.
【作者單位】： 陜西師范大學物理學與信息技術學院陜西省超聲學重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(11674207;11174191)
【分類號】：O35

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫成海,王保國,沈孟育;Adaptive Lattice Boltzmann Model for Compressible Flows[J];Tsinghua Science and Technology;2000年01期

2 張英魁 ,盧旭光;Boltzmann Equations with Quantum Effects (1):Long Time Behavior of Spatial Decay Solutions[J];Tsinghua Science and Technology;2002年03期

3 張英魁 ,盧旭光;Boltzmann Equations with Quantum Effects (2): Entropy Identity, Existence and Uniqueness of Spatial Decay Solutions[J];Tsinghua Science and Technology;2002年03期

4 ;New Boundary Treatment Methods for Lattice Boltzmann Method[J];Wuhan University Journal of Natural Sciences;2003年01期

5 ;Gas kinetic algorithm for flows in Poiseuille-like microchannels using Boltzmann model equation[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2005年04期

6 田紅曉;劉全生;阿其拉圖;;二粒子Boltzmann方程組的初始層解[J];內蒙古大學學報(自然科學版);2013年04期

7 黃祖洽,丁鄂江;Boltzmann方程的理論和應用[J];物理學進展;1986年03期

8 劉清榮;;線性Boltzmann方程解的存在性和界[J];純粹數(shù)學與應用數(shù)學;1987年00期

9 陳建寧;Boltzmann方程的兩個解的平均作為二粒子Boltzmann方程系的解[J];數(shù)學物理學報;1990年03期

10 ;A 1D Lattice-Boltzmann Model with Energy Equation[J];Wuhan University Journal of Natural Sciences;1996年Z1期

相關會議論文 前10條

1 Yu CHEN;Shulong TENG;Hirotada OHASHI;;On the Lattice Boltzmann Modeling of Multi-Phase Flows[A];Genetic Algorithm and Its Application to Physics, Life Science and Engineering--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年

2 馮士德;;多種粒子相耦合的格子Boltzmann模型[A];“力學2000”學術大會論文集[C];2000年

3 馮士德;;多組份流體的格子模型Boltzmann[A];第十四屆全國水動力學研討會文集[C];2000年

4 梁宏;施保昌;;基于相場理論的不可壓格子Boltzmann兩相流模型及其應用[A];第十六屆全國流體力學數(shù)值方法研討會2013論文集[C];2013年

5 丁麗霞;施衛(wèi)平;鄭海成;;格子Boltzmann方法模擬圓腔流[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

6 李志輝;方明;唐少強;;氣體運動論統(tǒng)一算法與DSMC方法描述Boltzmann方程的一致性研究[A];北京力學會第18屆學術年會論文集[C];2012年

7 譚玲燕;李秀文;李偉杰;;用Lattice Boltzmann方法模擬腔體內攪動流體[A];第十六屆全國流體力學數(shù)值方法研討會2013論文集[C];2013年

8 李志輝;彭傲平;張涵信;;求解Boltzmann模型方程的高性能并行計算方法研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 馮士德;毛江玉;任榮彩;;格子Boltzmann數(shù)值流體力學[A];錢學森技術科學思想與力學論文集[C];2001年

10 彭傲平;李志輝;吳俊林;;求解Boltzmann模型方程的氣體運動論隱式格式及應用研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

相關博士學位論文 前10條

1 李元;格子Boltzmann方法的應用研究[D];中國科學技術大學;2009年

2 胡安杰;多相流動格子Boltzmann方法研究[D];重慶大學;2015年

3 劉克同;新型格子Boltzmann流固耦合算法研究及其在橋梁風工程中的應用[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 毛煜東;微納尺度傳熱問題的理論分析和格子Boltzmann數(shù)值模擬[D];山東大學;2015年

5 劉智翔;改進的格子Boltzmann方法研究及大規(guī)模并行計算[D];上海大學;2014年

6 謝海瓊;基于格子Boltzmann方法模擬熱毛細對流[D];重慶大學;2015年

7 尹顯利;彈性波方程的格子Boltzmann方法研究[D];吉林大學;2016年

8 劉超峰;微氣體表面粗糙效應的格子Boltzmann模擬[D];復旦大學;2008年

9 杜睿;不可壓多松弛格子Boltzmann方法的研究及其應用[D];華中科技大學;2007年

10 史秀波;用于波動方程的格子Boltzmann方法及數(shù)值模擬研究[D];吉林大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 葉麗娜;基于格子Boltzmann模型的Kuramoto-Sivashinsky方程的數(shù)值模擬研究[D];吉林大學;2011年

2 郭宇隆;基于格子Boltzmann方法的氣液混合流體模擬[D];華南理工大學;2015年

3 伍祥超;格子Boltzmann方法在流體流動及傳熱中的應用研究[D];昆明理工大學;2015年

4 郭檻菲;格子Boltzmann方法在氣固兩相流中的應用研究[D];山東大學;2015年

5 韓文驥;適合飛濺流動的格子Boltzmann方法數(shù)值研究[D];中國艦船研究院;2015年

6 周訓;單氣泡沿過熱曲面運動的格子Boltzmann方法模擬[D];大連理工大學;2015年

7 薛福;基于格子Boltzmann方法的飽和土壤滲流與傳熱數(shù)值研究[D];大連理工大學;2015年

8 羅豐;基于Boltzmann方程的一致氣體動力學格式對連續(xù)稀薄氣體流動的數(shù)值模擬的研究[D];湘潭大學;2015年

9 馮笑含;基于Boltzmann的煤層微孔道氣體流動規(guī)律研究[D];東北石油大學;2015年

10 王朝冰;基于格子Boltzmann方法的毛細管節(jié)流特性研究[D];大連海事大學;2016年

，

本文編號：1653573