利用電場控制氣泡形態(tài)及運動,強化氣液相間傳熱傳質是電流體動力學的重要研究內容之一.然而目前多數(shù)研究集中在非電場下的氣泡動力學上,對于電場下的氣泡行為特性及電場的作用機制仍需開展深入研究.本研究對電場作用下單個氣泡在流體中上升過程的動力學行為進行了數(shù)值模擬研究.在建立二維模型的基礎上求解電場方程與Navier-Stokes方程,并采用水平集方法捕捉了上升氣泡的位置及形狀.模擬結果的準確性與有效性通過與前人實驗和數(shù)值結果進行對比得到了驗證.通過改變雷諾數(shù)、邦德數(shù)和電邦德數(shù)等不同參數(shù)研究了電場下液體黏度、表面張力和電場力對氣泡運動變形的影響.計算結果表明,電場對氣泡的動態(tài)特性有顯著影響.非電場情況下液體黏度和表面張力較大時氣泡基本維持球狀,反之氣泡發(fā)生變形并逐步達到穩(wěn)定狀態(tài).此外,電場作用使氣泡在初始上升階段發(fā)生劇烈形變,隨著不斷上升,氣泡形變程度不斷減小,且氣泡的上升速度和長徑比均出現(xiàn)振蕩.垂直電場使氣泡的上升速度有較大的提高,且隨著電邦德數(shù)的增大,難以達到相對穩(wěn)定的狀態(tài). 

【文章來源】：力學學報. 2020,52(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【文章目錄】：
引言
1 數(shù)學描述
    1.1 水平集方法
    1.2 流體流動方程
    1.3 電場方程
    1.4 無量綱參數(shù)定義
2 模擬結果
    2.1 模型驗證
    2.2 非電場作用下的氣泡上升行為
    2.3 電場強度對氣泡形狀及速度的影響
    2.4 表面張力對氣泡形狀及速度的影響
    2.5 液體黏度對氣泡形狀及速度的影響
3 結論


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]T型微通道反應器內氣液兩相流動機制及影響因素[J]. 韓宇,劉志軍,王云峰,羅堯,劉鳳霞,王曉娟,魏煒,許曉飛.  力學學報. 2019(02)
[3]壁面約束對裙帶氣泡動力學的影響[J]. 張洋,陳科,尤云祥,任偉.  力學學報. 2017(05)
[4]黏性液體中單個氣泡上升的形狀特性[J]. 王煥然,李彥鵬,楊棟,席光.  工程熱物理學報. 2009(09)
[5]電場作用下氣泡內外的速度場分析[J]. 陳鳳,宋耀祖,陳民.  熱科學與技術. 2006(02)
[6]電場作用下的氣泡受力分析[J]. 陳鳳,宋耀祖,陳民.  工程熱物理學報. 2005(S1)



本文編號：3584580