在 EL 方法中模拟螺旋气泡运动

模拟上升气泡的详细运动具有挑战性，尤其是在处理气泡轨迹不稳定性时。自由上升的椭球形气泡不仅沿直线运动，还可能呈现正弦、锯齿或螺旋轨迹。常见的 Euler-Euler (EE) 模拟技术已无法解析真实的运动模式，而直接数值模拟 (DNS) 在模拟大量气泡时往往成本极高。本文提出了一种基于 Euler-Lagrange (EL) 方法的解决方案，其中气泡表现出振荡形状和/或不稳定轨迹，同时计算成本远低于 DNS。该模型计算气泡的方向、形状和旋转，最终生成典型的不稳定迹线。该模型嵌入在 EL 模拟中，能够解析气泡尺寸分布、传质和化学反应。为确保求解的真实性，本文给出了单上升气泡和气泡群的实验数据验证结果。参考了二维和三维分析，以比较典型几何参数和平均场值方面的模拟数据。