对流作用下可变形液滴的蒸发
流体动力学
2025-10-30 v1
摘要
研究了对流作用下可变形液滴的蒸发，并评估了经典模型和 Abramzon-Sirignano (A-S) 模型的性能。使用浸入边界/前沿追踪（IB/FT）方法，进行了界面解析模拟，以考察在广泛的雷诺数（20 ≤ Re ≤ 200）、韦伯数（0.65 ≤ We ≤ 9）和传质数（1 ≤ B_M ≤ 15）范围内的液滴蒸发动力学。结果表明，尾流区域的流动受到 Stefan 流的显著影响，因为更高的蒸发速率导致更早的流动分离和液滴后方更大的回流区。在强对流条件下，这些模型无法捕捉蒸发速率，尤其是在尾流区域，这导致与界面解析模拟相比存在显著差异。液滴变形极大地影响了液滴周围的流场，并通常增强了蒸发，但蒸发速率与表面积仍然高度相关。A-S 模型对于近乎球形的液滴表现出相当好的性能，但随着液滴变形的增加，其性能显著下降，并且通常低估了蒸发速率。总体而言，在存在显著对流的情况下，A-S 模型的表现优于经典模型。
引用
@article{arxiv.2507.17547,
title = {Evaporation of a deformable droplet under convection},
author = {Faraz Salimnezhad and Metin Muradoglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17547},
year = {2025}
}