
以下部分为一些基本参仔辩友数的设定。
%LB基本参数 G=-5.0%液体密度 + 气体密度 rho_liq=1.95rho_gas=0.15%定义计算尺寸 nx=200ny=200noput=1%壁面密度,可调整0.80模拟不同亲疏水性 rho_boundary=rho_gas+0.80*(rho_liq-rho_gas)%粒子分布函数、平衡分布函数、速度分量分配内存 f=zeros(nx,ny,9)feq=zeros(nx,ny,9)u=zeros(nx,ny)v=zeros(nx,ny)%修正速度分配内存 uf=zeros(nx,ny)vf=zeros(nx,ny)%势函数分配内存 psi=zeros(nx,ny)%外力项分配内存 forcx=zeros(nx,ny)forcy=zeros(nx,ny)%初始化密度为液体密度、并给压力分配内存 rho=rho_gas.*ones(nx,ny)pressure=zeros(nx,ny)x=zeros(nx)y=zeros(ny)%D2Q9模型基本参数设定 w=[1/9 1/9 1/9 1/9 1/36 1/36 1/36 1/36 4/9]opp=[3,4,1,2,7,8,5,6,9]cx = [1 0 -1 0 1 -1 -1 1 0]cy = [0 1 0 -1 1 1 -1 -1 0]c2=1./3.omega=1.%液滴半径 Rd=42%一些循环参数 err=10counter=1
下面这一部分是本人对上下壁面的一个设置,obst=1为固体壁面,0为流体。obstk为与当前格子相邻的9个速度分量方向格子状态,obstk=0为流体,1为固体边界,2为左右周期性边界。
%壁念槐面障碍物设定 height_barrier=10obst=zeros(nx,ny)obstk=zeros(nx,ny,9)for i=1:nx if mod(i-5,23)<3 obst(i,1:height_barrier)=1obst(i,ny-height_barrier+1:ny)=1end end obst(1:10,1:height_barrier)=1obst(1:10,ny-height_barrier+1:ny)=1obst(nx-10:nx,1:height_barrier)=1obst(nx-10:nx,ny-height_barrier+1:ny)=1for i=1:nx for j=1:ny for k=1:8 if j+cy(k)<1||j+cy(k)>ny obstk(i,j,k)=1elseif i+cx(k)<1||i+cx(k)>nx obstk(i,j,k)=2elseif obst(i+cx(k),j+cy(k))==1 obstk(i,j,k)=1end end end end
下面这部分是对液滴的初始化。
为研究平板间方柱绕流上下平板对置于其中的方柱绕流所产生的影响,采用格子Boltzmann方法对二维平板间低雷诺数(Re=100)方柱绕流问题进行了数值模拟研究.分析了3种不同阻塞比下,平板边壁对方柱的升、阻力系数、Strouhal数和尾涡流场的影响.结果表明:平板对方柱绕流特性有明茄厅显的影响,随着阻塞比的增加,阻力系皮李数和Strouhal数均增大,与无边壁相比阻力系数可增加达30%,而升力系数却随之减小.计算结果与相关实验数据相燃纳迟吻合。接触角迟滞(CAH)是液滴在固体表面常见的现象,低毛细数罩判戚下对液滴的形态和运动起重要作用。
已有模拟液滴的格子Boltzmann方法(LBM)中尚未包含CAH模型。本项目拟发展含CAH模型的新型LBM,并将其用于研究壁面附近的液滴。
具体包括:将CAH模型加入基于相场的LBM,开发含CAH模型、适用较宽参数(如密度比和粘性比、毛细数等)范围的二维、轴对称及三维LBM程序;研究CAH对液滴和接触线运动的影响及有CAH时各参数的影响;
针对壁面浸润性梯度驱动的液滴,研究有CAH时如何最优冲清控制壁面浸润性以实现对其的快速输运;在LBM框架内比较不同CAH模型或模拟的研究和相关理论及实验结果,阐明其之间的关系、各自的适用性和优缺点。
含CAH的液滴模拟属多相流模拟的前沿课题,引入CAH后的LBM可更准确模拟实际情形下液滴在基底上的运动,为重要应用如微流体芯片上的生化分析等提供更具价值的参考。
自然界很多现象及一些新兴技术如数字化微流体系统等都包含液滴在固体表面的运动。当尺物陵度变小时,表面张力的作用愈加明显,固壁性质对流动影响越大。
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