view in publisher's site

Numerical investigation on the influence of surface tension and viscous force on the bubble dynamics with a CLSVOF method

We numerically investigated the rising of bubbles in a quiescent liquid layer. The numerical simulation is performed by solving the incompressible, multiphase Navier-Stokes equations via computational code in axisymmetric coordinates using a Coupled level-set and volume-of-fluid (CLSVOF) method. The numerical results show that the CLSVOF method with a novel algebraic relation between F and ∅ for axisymmetric two-phase flows not only can predict the bubble surface accurately, but also overcome the deficiency in preserving volume conservation. The effects of the Reynolds number Re and the Bond number Bo on the bubble deformation and its motion are investigated. The results show that with the increasing of Re (10 < Re < 150), the bubble shape transfers from oblate ellipsoidal cap to toroidal when Bo = 116. With the increasing of Bo (10 < Bo < 700), the bubble shape transfers from oblate ellipsoidal to toroidal when Re = 30. Although the toroidal bubble shapes are reached in these two cases, the transition modes are different. For the case Bo = 116, the bubble front is pierced by an upward jet from the rear of the bubble. While for the case Re = 30, the rear of the bubble is pierced by a downward jet from the front part.

بررسی عددی تاثیر تنش سطحی و نیروی لزج بر دینامیک حباب با روش CLSVOF

ما به طور عددی، افزایش حباب‌ها را در یک لایه مایع خاموش مورد بررسی قرار دادیم. شبیه‌سازی عددی با حل معادلات incompressible - استوکس - استوکس از طریق کد محاسباتی در مختصات محور متقارن با استفاده از روش level و حجم سیال (CLSVOF)انجام شده‌است. نتایج عددی نشان می‌دهد که روش CLSVOF با یک رابطه جبری جدید بین F و برای جریان‌های دو فازی متقارن نه تنها می‌تواند سطح حباب را به دقت پیش‌بینی کند، بلکه بر کمبود حفظ حفظ حجم نیز فایق آید. اثرات عدد رینولدز و عدد باند Bo بر تغییر شکل حباب و حرکت آن بررسی شده‌است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش Re (۱۰ < Re ۱۵۰)، شکل حباب از cap بیضوی oblate تا toroidal زمانی که بو = ۱۱۶ است انتقال داده می‌شود. با افزایش بو (۱۰ < بو < ۷۰۰)، شکل حباب از oblate بیضوی به toroidal در زمانی که Re = ۳۰ است انتقال داده می‌شود. اگر چه شکل‌های bubble در این دو حالت به دست می‌آیند، حالت‌های گذار متفاوت هستند. برای نمونه، نمای حباب با یک جت رو به بالا از پشت حباب سوراخ می‌شود. در حالی که برای این مورد Re = ۳۰، پشت حباب با یک جت رو به پایین از قسمت جلو شکافته می‌شود.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.