代数流体体积法内表面活性剂输运的双场公式
流体动力学
2023-11-16 v1 计算物理
摘要
表面活性剂输运在许多技术过程与工业应用中起着重要作用，如化学反应器、微流控、印刷与涂覆技术。两相流现象的高保真数值模拟揭示了流动动力学、热、质量与组分输运的丰富见解。在本研究中，提出了代数流体体积法内表面活性剂输运的双场公式。利用代数流体体积法中表征界面的轻微扩散特性，将界面处表面活性剂浓度作为体积浓度进行追踪。通过追踪两种不同的表面活性剂浓度（一种在液体主体内，另一种在界面处）来研究不溶与可溶表面活性剂的输运。这两个输运方程进而通过考虑液-气界面处吸附/脱附过程的源项耦合。在固-液界面处制定了适当的边界条件以确保表面活性剂守恒，同时也能够研究固-液界面处的吸附/脱附过程。所发展的数值方法通过与已知解析与数值参考解比较得以验证。所提出的数值方法将表面活性剂输运无缝集成入代数流体体积法，后者具有诸多优势，如体积守恒以及处理大界面变形与拓扑变化的固有能力。
引用
@article{arxiv.2311.08591,
title = {A Two-Field Formulation for Surfactant Transport within the Algebraic Volume of Fluid Method},
author = {T. Antritter and T. Josyula and T. Marić and D. Bothe and P. Hachmann and B. Buck and T. Gambaryan-Roisman and P. Stephan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.08591},
year = {2023}
}