基于相场方法的含表面活性剂液滴聚并研究
计算物理
2018-11-14 v1
摘要
本工作中，我们提出并验证了一种改进的相场方法（PFM）的有效性，该方法专为具有大而可变形含表面活性剂液滴的湍流大尺度模拟而开发。相场 {\phi} 与表面活性剂浓度场 {\psi} 的时间演化由两个方程类似于 Cahn-Hilliard 的方程以及含两个序参量的时间依赖金兹堡-朗道（TDGL）自由能泛函给出。所引入的修正规避了当前基于 PFM 方法的现有局限，并改善了模型的适定性。表面活性剂对表面张力的影响通过状态方程（EOS）建模，进一步提高了方法的灵活性。该方法可有效处理拓扑变化，即破碎与聚并，并描述表面活性剂的吸附/脱附。本文针对先前关于表面活性剂对单液滴变形及两液滴间相互作用影响的实验结果，测试了所提方法的能力。最后，为体会该模型在大规模复杂模拟上的性能，给出并讨论了含表面活性剂液滴在湍流槽道流中行为的定性分析。
引用
@article{arxiv.1810.06420,
title = {Coalescence of surfactant-laden drops by Phase Field Method},
author = {Giovanni Soligo and Alessio Roccon and Alfredo Soldati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.06420},
year = {2018}
}