一种用于三维动接触线模拟的 level set 方法
流体动力学
2023-02-08 v1 计算物理
摘要
我们提出一种高效数值方法，用于模拟三维中具有动接触线的多相流。数学模型由两种不可混溶流体的不可压缩Navier-Stokes方程及标准界面条件、固壁上的Navier滑移条件，以及将动态接触角与接触线法向速度相关联的接触角条件（Ren et al. (2010) \cite{Ren10}）组成。在数值方法中，流体动力学控制方程与level-set函数的平流方程相耦合。后者刻画流体界面的动力学。遵循标准做法，界面条件通过在动量方程中引入界面上的奇异力来考虑。这导致在整个流体域中形成单一组控制方程。类似于界面条件的处理，接触角条件通过向Navier滑移条件中引入沿接触线法向作用的奇异力来施加。这一统一了Navier滑移条件与接触角条件的新的边界条件沿固壁施加。该模型使用有限差分法求解。给出了包括收敛性研究在内的数值结果，用于均匀与非均匀固壁上液滴铺展，以及倾斜板上液滴在重力作用下的动力学。
引用
@article{arxiv.2111.13567,
title = {A Level Set Method for the Simulation of Moving Contact Lines in Three Dimensions},
author = {Quan Zhao and Shixin Xu and Weiqing Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13567},
year = {2023}
}