多分散空化流的条件矩方法
流体动力学
2023-01-24 v1 计算物理
摘要
空化气泡的动力学在许多流动中十分重要，但其尺寸微小且数密度高，往往无法进行直接数值模拟。我们提出了一种计算模型，在较大的时空尺度上对气泡对流动的影响进行平均。该模型基于求解非线性气泡动力学的广义群体平衡方程（PBE），并显式表示气泡半径与径向速度演化的概率密度。我们采用基于条件正交矩的方法（QBMM）来求解该PBE。一个单向耦合的气泡动力学问题展示了不同QBMM对演化气泡统计量的有效性。结果表明，在矩反演过程中强制双曲性（CHyQMOM）提供了与传统条件矩方法相当的模型形式精度，并在广泛的测试案例中将计算成本降低了约十倍。基于CHyQMOM的计算模型在MFC（一个开源多相高阶精度流动求解器）中实现。我们评估了该模型及其参数在双向耦合气泡幕流问题上的影响。
引用
@article{arxiv.2112.14172,
title = {Conditional moment methods for polydisperse cavitating flows},
author = {Spencer H. Bryngelson and Rodney O. Fox and Tim Colonius},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.14172},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 9 figures, submitted to J. Comp. Phys