保持轮廓的相场模型用于两相流系统中的表面活性剂输运与吸附-脱附
流体动力学
2025-04-29 v1
摘要
带可溶性表面活性剂的两相流 diffuse-interface 模型因其能够规避粘性边界条件在 bulk 表面活性剂输运方程中而受到广泛关注。然而,该框架下表面活性剂浓度与相场之间的耦合凸显了准确解析界面轮廓的重要性。为此,我们发展了用于模拟两相流系统中表面活性剂输运和吸附-脱附的 profile-preserving 相场模型。该方法迭代细化界面轮廓和 delta 函数,消除浓度奇点并提高质量守恒。通过两个基准仿真展示了模型的有效性:在涡旋变形液滴中的表面活性剂输运,定量揭示了随时间减少的质量误差;以及在静止球形界面上的吸附-脱附动力学,显示与一维解析解在表面活性剂浓度分布方面高度一致。我们进一步通过模拟充满表面活性剂的液滴的沉降行为,强调了吸附-脱附动力学在支配液滴动力学中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2504.19088,
title = {Profile-Preserving Phase-Field Model for Surfactant Transport and Adsorption-Desorption in Two-Phase Flow Systems},
author = {Haohao Hao and Xiangwei Li and Luyun Xu and Tian Liu and Huanshu Tan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19088},
year = {2025}
}