均匀单分散气泡流中界面力的体积平均方法
流体动力学
2023-11-10 v1
摘要
在体积平均理论框架下对气液泡状流进行了数学升尺度分析。推导了双流体模型及其相关的封闭问题。针对一个案例研究求解了封闭问题：液体流过由均匀且单分散的变形气泡组成的集合。为此，采用带有同心气泡的圆柱形单元胞作为代表性单元体的近似。评估了以下条件：0 < Re <= 675、0 < εg <= 0.2、7.15 x 10^-9 <= We <= 3.96 且 Mo = 2.55 x 10^-11。从泡状流界面力与等效 Re（在无界液体中）下单气泡界面力之比的角度分析了界面力封闭。研究发现，对于蠕流区（0.001 <= Re <= 0.1），阻力系数之比随 εg 增大而增大，且与 Re 无关。对于中间区与惯性区（1 <= Re <= 650），该比值也随 εg 增大而增大；然而，关于 Re 观察到两种不同趋势：中间区（1 <= Re <= 50）比值减小，惯性区（50 < Re <= 650）比值增大。发现了约 Re = 50 的转折点，这可能与边界层形成有关。与现有泡状流直接数值模拟数据得到了相似趋势，表明该方法在计算量方面是获取两相流建模封闭律的良好替代方案。
引用
@article{arxiv.2311.05044,
title = {A volume averaging approach to the interfacial force in homogeneous bubbly flows with monodisperse bubbles},
author = {Sergio Baz-Rodriguez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05044},
year = {2023}
}