小尺度不可压粘性气液两相流中分界面拓扑改变的水平集方法数值模拟

Abstract

用一类不含有重新初始化步骤的水平集方法模拟一小团气体由于浮力上升到气液水平分界面并破裂以及其后的一系列有旋运动过程。气液分界面从两相单连通面开始发生拓扑改变。数值例子中捕获了此运动过程的诸多特征，如胞腔，向上的射流，沿界面的粘性、重力、毛细波，以及从射流断裂开来的更细小的液滴和浪花翻卷。雷诺数可以很小，也可以很大。表面张力，重力加速度也可以在很大范围内变化，这是地面实验难以实现的。