具有毛细作用和通过尺度间质量传递实现界面正则化的统一双尺度气液多流体模型

在本文中，我们推导了一个具有毛细效应的气液双尺度多流体模型，以实现多流体模型的一种新颖的界面正则化方法。由于这种统一建模能够从分离态的界面表示切换到分散态，它为建模雾化过程中发生的状态转变开辟了一条新途径。在大尺度上，超过预设长度阈值时，多流体扩散界面模型解析界面的动力学，而在小尺度上，使用一组几何变量来表征界面几何形状。这些变量来自描述液体夹杂物集合的小尺度动力学方程的降阶建模。该流动模型可视为两相双尺度混合物，运动方程通过哈密顿平稳作用量原理获得，这需要指定涉及的动能和势能。我们特别关注通过包含对两个尺度上界面几何形状的额外变量的依赖性来建模毛细效应对混合物能量的影响。然后，大尺度界面的正则化被引入为局部耗散过程。局部曲率通过向修正的拉普拉斯平衡的松弛来限制，从而当平均曲率过高时触发尺度间的质量传递。我们提出了一种原创的数值方法，并在可压缩气体流中的二维液柱相关测试案例上评估了建模策略的性质和潜力。