三维数值模拟:含磁场条件下的水平面膜汽化
流体动力学
2024-10-02 v1
摘要
本研究对含外部磁场作用下的液体三维膜汽化进行数值求解。数值方法采用基于体积分散法(VOF)的尖锐相变模型来跟踪液-蒸汽界面。此外,还采用一致且保守的格式来计算诱导电流密度和电磁力。我们研究了磁力学效应对膜汽化的影响,特别是考察了垂直或水平磁场下蒸汽气泡图案的转变及热传递特性的演化。在单模情形下,垂直磁场下的膜汽化呈现各向同性的流动结构,在较高磁场强度下形成柱状蒸汽喷流。相比之下,水平磁场导致流动各向异性,形成随磁场强度增加的二维蒸汽薄膜。在多模情形下,单模膜汽化的图案依然存在,蒸汽气泡的相互作用引入了额外的复杂性。更重要的是,本文的综合分析揭示了不同磁场方向如何产生不同的汽化效应,这些效应通过诱导的电磁力抑制横截面内的涡旋流动。
引用
@article{arxiv.2410.00587,
title = {Three-dimensional simulation of film boiling on a horizontal surface with magnetic field},
author = {Hao-Tao Gu and Kirti Chandra Sahu and Jie Zhang and Ming-Jiu Ni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.00587},
year = {2024}
}
备注
37 pages, 28 figures, Journal of Fluid Mechanics