利用格子玻尔兹曼模型研究粘弹性液滴的变形与破裂
软凝聚态物质
2016-11-15 v2 流体动力学
摘要
我们研究了在受限剪切流的流体动力学条件下，牛顿/粘弹性液滴在粘弹性/牛顿基质中的破裂过程。我们的数值方法基于格子玻尔兹曼模型 (LBM) 与有限差分 (FD) 方案的结合。LBM 用于模拟具有可变粘度比（即液滴与基质粘度之比）的两种不混溶流体；FD 方案用于模拟粘弹性，并通过具有 Peterlin 闭合的有限伸展非线性弹性哑铃 (FENE-P) 粘弹性流体的本构方程引入聚合物动力学。我们研究了强受限和弱受限两种情况，以突出基质和液滴粘弹性在剪切流启动后改变液滴动力学中的作用。模拟提供了获取液滴变形和取向等量的便捷途径，并将用于定量预测液滴破裂时的临界毛细管数，后者与破裂时多重颈缩的形成密切相关。本研究补充了我们之前关于液滴粘弹性作用的研究 (A. Gupta & M. Sbragaglia, {\it Phys. Rev. E} {\bf 90}, 023305 (2014))，并在此进一步扩展至基质粘弹性的情况。
引用
@article{arxiv.1411.2181,
title = {Deformation and break-up of viscoelastic droplets Using Lattice Boltzmann Models},
author = {Anupam Gupta and Mauro Sbragaglia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.2181},
year = {2016}
}
备注
8 pages, 5 figures, IUTAM Symposium on Multiphase flows with phase change: challenges and opportunities, Hyderabad, India 2014