浮力驅動氣泡上升現(xiàn)象廣泛存在于現(xiàn)代工業(yè)生產過程中,對液體中氣泡的上升行為特性及規(guī)律的認識極為重要。已有研究表明,在液氣多相流體系中引入電場能夠有效地控制氣泡的變形及運動,從而改善氣泡在液體中的上升特性和流動狀態(tài)。目前已有大量文獻報道了非電場作用下的氣泡動力學,而電場對氣泡行為特性的影響尚未完全掌握,仍需深入研究。本文采用數(shù)值計算方法,模擬了勻強電場作用下氣泡在靜止液體中的上升過程,系統(tǒng)地分析了電場作用對單個氣泡行為特性以及同軸氣泡聚并行為的影響規(guī)律。論文相關成果為電流體動力學（EHD）中氣液兩相流的深入研究以及相關工業(yè)設備的研發(fā)奠定了理論基礎。主要研究工作如下:建立了勻強電場作用下氣泡在液體中上升的二維數(shù)值模型,基于水平集方法捕捉相界面的拓撲變化。選取氣泡形態(tài)和終端速度為表征參數(shù),通過與前人理論、實驗及數(shù)值計算結果進行對比,驗證了模型的可靠性與準確性。通過該數(shù)值方法模擬了勻強電場作用下氣泡的上升變形過程,對氣泡形態(tài)、上升速度以及速度場分布進行了分析,進一步探究了電毛細管數(shù)（Ca_E）以及介電常數(shù)比（ε^*）對氣泡行為的影響規(guī)律。結果表明:電場作用... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

實驗觀察到的液體中上升氣泡形狀的狀態(tài)圖[16]

勻強電場作用下氣泡的上升行為特性研究10第二章數(shù)值模型與方法數(shù)值模型的準確建立是數(shù)值模擬順利進行的基矗本章基于水平集方法建立電場作用下氣泡在粘性液體中上升的數(shù)值模型，并介紹了模型建立的各項參數(shù)及條件的設定、網格的劃分以及無關性驗證，研究電場作用下氣泡的變形、運動及聚并過程。此外，通過對前人實驗、數(shù)值及理論結果的計算與對比分析，驗證了當前模型的可行性，精確度及適用范圍。2.1物理模型圖2.1勻強電場下單氣泡運動的模型示意圖Fig.2.1Modeldiagramofsinglebubblemotionunderuniformelectricfield圖2.2勻強電場下同軸氣泡聚并的模型示意圖Fig.2.2Modeldiagramofcoaxialbubblepaircoalescenceunderuniformelectricfield用于電場作用下單氣泡上升過程數(shù)值計算的二維模型如圖2.1所示，其中陰影部分為分散相（氣相），其余部分為連續(xù)相（液相）。氣泡位于高為H，寬為W的矩形計算域中心線上，上下邊界設定為平行板電極，從而在流體中引入縱向勻強電常氣泡從其中心點距離底邊h=3R處開始釋放，初始半徑為R，初始形狀假設為球形。一般情況下，當計算域的寬度遠大于氣泡的半徑時可以忽略計算域

勻強電場作用下氣泡的上升行為特性研究10第二章數(shù)值模型與方法數(shù)值模型的準確建立是數(shù)值模擬順利進行的基矗本章基于水平集方法建立電場作用下氣泡在粘性液體中上升的數(shù)值模型，并介紹了模型建立的各項參數(shù)及條件的設定、網格的劃分以及無關性驗證，研究電場作用下氣泡的變形、運動及聚并過程。此外，通過對前人實驗、數(shù)值及理論結果的計算與對比分析，驗證了當前模型的可行性，精確度及適用范圍。2.1物理模型圖2.1勻強電場下單氣泡運動的模型示意圖Fig.2.1Modeldiagramofsinglebubblemotionunderuniformelectricfield圖2.2勻強電場下同軸氣泡聚并的模型示意圖Fig.2.2Modeldiagramofcoaxialbubblepaircoalescenceunderuniformelectricfield用于電場作用下單氣泡上升過程數(shù)值計算的二維模型如圖2.1所示，其中陰影部分為分散相（氣相），其余部分為連續(xù)相（液相）。氣泡位于高為H，寬為W的矩形計算域中心線上，上下邊界設定為平行板電極，從而在流體中引入縱向勻強電常氣泡從其中心點距離底邊h=3R處開始釋放，初始半徑為R，初始形狀假設為球形。一般情況下，當計算域的寬度遠大于氣泡的半徑時可以忽略計算域

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3140747