气泡振荡过程中的非线性动力学现象研究

来源 :第十届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cwsyydr01
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  气泡在受到外加声场驱动时发生振荡,该过程中包含丰富的非线性动力学现象,包括倍周期分岔、混沌等等。基于MATLAB程序,本文采用多种方法计算了气泡振荡过程中最大Lyapunov指数和Lyapunov指数谱,并对其计算精度、复杂度、适用情况进行了对比。
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电介质溶液中,电磁场产生的电磁力可以控制流体的运动。本文采用直接数值模拟方法,对槽道湍流中沿流向正弦分布的定常电磁力控制进行了研究。以展向电磁力的振幅和波数作为流场控制量,对电磁优化参数随雷诺数的变化及减阻效果和减阻机理进行讨论。
将三维湍流S-L间歇性模型扩展到二维湍流的双级串惯性区。在扩展的自相似性(ESS)假设下,我们所建立的二维间歇性模型在双级串中是普适和自洽的。小尺度间歇性结构与鞍点相关。
对于沿展向以收敛/扩展形式交替排列的小肋条(riblet)所形成的粗糙壁,其湍流边界层流动存在大尺度时均二次流动,具体表现为收敛/扩展肋条上方的时均上洗/下洗运动,以及相联系的时均流向漩涡运动。
本文对方腔Rayleigh-Bénard热对流进行了DNS计算,在方腔对流槽的上下水平加热底板处,布置有序排列的等腰直角三角形粗糙元,构造粗糙对流槽。通过改变粗糙元的大小和数量,研究不同粗糙度对RB系统的影响。
液滴撞击现象广泛存在于土壤侵蚀、雾化及喷墨印刷等自然现象和工业应用中。由于实验中液体和气体间密度及粘度比数值较大,理论分析时通常忽略气体对液滴撞击的影响。
由于超疏水表面上冷凝液滴聚并引起的自弹跳行为具有自清洁、抗冰和强化滴状凝结传热等巨大的潜在工业应用价值,因此有关问题受到了广泛关注。本文基于VOF方法,以两个非等径的液滴为研究对象,探究了不同的半径比和接触角对聚并自弹跳的影响。
液体中气泡的上浮运动,广泛存在于化工、环境以及海洋油气开采等工业生产活动当中,研究其运动规律具有重要的意义。论文从单个气泡在水体中运动的规律出发,为探究多相气泡群在水中运动的最终形态分布和运动规律,将问题理想化为不同大小、密度、表面张力的两个气泡在上浮过程中相互作用。
基于气体运动论给出了椭球形颗粒在自由分子区内所受剪切升力及热泳力的表达式;分析了长径比对椭球体所受剪切升力和热泳力的影响机制和规律。在稀薄气体剪切流中,椭球形颗粒所受剪切升力会偏离速度梯度方向,即存在一个垂直于速度梯度方向的侧向分力;在一定条件下,侧向剪切升力会大于平行于速度梯度方向的剪切升力;类似地,在温度非均匀的稀薄气体中,椭球形颗粒所受热泳力也存在一个垂直于温度梯度方向的侧向分力。
液滴与相邻气体、固壁的相互作用是蒸发、冷凝、雾化、混合及燃烧等物理化学过程研究中均需面对的问题。本文通过VOF方法,数值模拟了附着于空气中平面振动固壁上的三维粘性水滴的受迫振荡问题。