用于不混溶两相流的离散统一气体动理学格式
计算物理
2018-10-02 v1 流体动力学
摘要
本工作中，我们将离散统一气体动理学格式（DUGKS）[Guo et al., Phys. Rev. E 88, 033305 (2013)] 扩展至连续两相流。在 DUGKS 框架下，使用两个动力学模型方程求解准不可压缩相场控制方程 [Yang et al., Phys. Rev.E 93, 043303 (2016)]：一个用于 Chan-Hilliard（CH）方程，另一个用于 Navier-Stokes 方程。DUGKS 可通过 Chapman-Enskog 分析正确恢复准不可压缩相场控制方程。与以往基于相场的 LB 模型不同，DUGKS 中的 Courant-Friedricks-Lewy 条件可调，从而提升数值稳定性。此外，借助有限体积公式，该模型易于在非均匀网格上实现，提高数值精度。通过模拟静止液滴、分层 Poiseuille 流、上升气泡和 Rayleigh-Taylor 不稳定性并与准不可压缩格子 Boltzmann 方法（LBM）比较，验证了所提模型。数值结果表明该方法能高精度、稳定地追踪界面。该模型还能处理比准不可压缩格子 Boltzmann 模型更宽的黏度和密度比范围。本模型是两相流数值模拟的一种有前景的工具。
引用
@article{arxiv.1802.02868,
title = {A discrete unified gas-kinetic scheme for immiscible two-phase flows},
author = {Chunhua Zhang and Kang Yang and Zhaoli Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.02868},
year = {2018}
}
备注
23 pages,10 figures