基于VOF方法的理想化微层裂中孔隙竞争的的直接数值模拟
流体动力学
2017-11-15 v1
摘要
在冲击载荷下，金属会发生熔化，且随着冲击波从材料自由表面反射，空穴成核并长大。该过程被称为微层裂，已通过描述碎屑尺寸的分析模型进行了实验研究。目前尚无法在空穴长大阶段进行测量，我们在此给出一种理想化问题的直接数值模拟：假设无黏、不可压缩液体在恒定膨胀率下承受趋近于零蒸气压的空穴。为允许随时间变化的气体体积，我们在已有的不可压缩多相Navier-Stokes求解器PARIS Simulator中采用流体体积法（volume-of-fluid, VOF）实现了自由表面界面条件。气体流动未被求解，而是假设其具有固定压力，并通过任意液-气界面上的Dirichlet边界条件施加于液体。气泡被单独追踪，从而可利用合适的状态方程给定气体压力。我们在恒定膨胀率的固定域内对含数百个气泡的情形进行了模拟。观察到气泡竞争现象：较大气泡倾向于以较小气泡的消亡为代价更快地膨胀。竞争的时间尺度被证明依赖于一个修正的Weber数。
引用
@article{arxiv.1711.04561,
title = {Direct Numerical Simulations of pore competition in idealized micro-spall using the VOF method},
author = {L. C. Malan and Y. Ling and R. Scardovelli and A. Llor and S. Zaleski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.04561},
year = {2017}
}