基于相场模型的二维相 flow 中不溶解表面活性剂输运的格子玻尔兹曼方法
流体动力学
2024-09-04 v2
摘要
本文提出一种用于在不可压缩二维相 flow 中不溶解表面活性剂输运的通用二阶相场模型。在该模型中，应用二阶局部 Allen-Cahn 方程进行界面捕获，采用通用形式的简单标量输运方程 [S. S. Jain, J. Comput. Phys. 515, 113277 (2024)] 用于界面限制表面活性剂，以及一致且保守的 Navier-Stokes 方程并施加马拉孔力用于流体运动。为求解该模型，我们进一步发展了一种 mesoscopic 格子玻尔兹曼 (LB) 方法，其中在求解对流扩散型方程的通用 LB 框架下提出了用于表面活性剂输运方程的 LB 模型，可正确恢复表面活性剂输运的控制方程。通过几个基准问题测试本 LB 方法的精度，数值结果表明其在二维相 flow 中不溶解表面活性剂输运方面表现良好。
引用
@article{arxiv.2408.15654,
title = {Phase-field-based lattice Boltzmann method for the transport of insoluble surfactant in two-phase flows},
author = {Chengjie Zhan and Hong Liang and Zhenhua Chai and Baochang Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.15654},
year = {2024}
}