Моделирование трехмерного движения деформируемых капель в стоксовом режиме методом граничных элементов
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2013.6.2.25Ключевые слова:
течение эмульсии в канале, метод граничных элементов, деформируемые капли, уравнения СтоксаАннотация
Работа посвящена исследованию динамики капель под действием обтекающего потока в неограниченной области и цилиндрическом канале в трехмерной постановке при малых числах Рейнольдса методом граничных элементов. Проведено сравнение полученных в тестовых примерах численных результатов с аналитическим решением при обтекании одиночной капли. При различных параметрах капель исследованы их угол наклона и деформация в сдвиговом потоке. Результаты расчетов сопоставлены с найдеными в литературе экспериментальными и численными данными других авторов, а также с аналитическим решением в рамках теории малых деформаций. Разработана периодическая постановка задачи движения капель в канале произвольного сечения. Осуществлены расчеты динамики деформируемых капель различных объемов, произвольно распределенных в потоке.
Скачивания
Библиографические ссылки
Pozrikidis C. Boundary integral and singularity methods for linearized viscous flow. – Cambridge University Press: Cambridge, MA, 1992. – 270 р.
2. Kennedy M.R., Pozrikidis C, Skalak R. Motion and deformation of liquid drops, and the rheology of dilute emulsions in simple shear flow // Comput. Fluids. – 1994. – V. 23, N. 2. – P. 251-278. DOI
3. Loewenberg M., Hinch E.J. Numerical simulation of a concentrated emulsion in shear flow // J. Fluid Mech. – 1996. – V. 321. – P. 395-419. DOI
4. Rallison J.M. A numerical study of the deformation and burst of a viscous drop in general shear flows // J. Fluid Mech. – 1981. – V. 109. – P. 465-482. DOI
5. Zinchenko A.Z., Rother M.A., Davis R.H. A novel boundary-integral algorithm for viscous interaction of deformable drops // Phys. Fluids. – 1997. – V. 9, N. 6. – P. 1493-1511. DOI
6. Иткулова Ю.А. Метод граничных элементов в численном исследовании трехмерных течений Стокса в каналах произвольной формы // Материалы V Российской конф. с международным участием «Многофазные системы: теория и приложения», Уфа, 2-5 июля 2012 г. – Уфа: Нефтегазовое дело, 2012. – Ч. 1. – С. 94-97.
7. Pozrikidis C. Creeping flow in two-dimensional channels // J. Fluid Mech. – 1987. – V. 180. – P. 495-514. DOI
8. Boger D.V. Viscoelastic flows through contractions // J. Fluid Mech. – 1987. – V. 19. – Р. 157-182. DOI
9. Lubansky A.S., Boger D.V., Servais C. Burbidge A.S. Cooper-White J.J. An approximate solution to flow through a contraction for high Trouton ratio fluids // J. Non-Newton. Fluid. – 2007. – V. 144, N. 2-3. – P. 87-97. DOI
10. Coulliette C., Pozrikidis C. Motion of an array of drops through a cylindrical tube // J. Fluid Mech. – 1998. – V. 358. – P. 1-28. DOI
11. Davis R.H., Zinchenko A.Z. Motion of deformable drops through granular media and other confined geometries // J. Colloid Interf. Sci. – 2009. – V. 334, N. 2. – P. 113-123. DOI
12. Rallison J.M., Acrivos A. A numerical study of the deformation and burst of a viscous drop in an extensional flow // J. Fluid Mech. – 1978. – V. 89, N. 1. – P. 191-200. DOI
13. Zinchenko A.Z., Davis R.H. An efficient algorithm for hydrodynamical interaction of many deformable drops // J. Comput. Phys. – 2000. – V. 157, N. 2. – P. 539-587. DOI
14. Хаппель Дж., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. – М.: Мир, 1976. – 623 с.
15. Rumscheidt F.D., Mason S.G. Particle motions in sheared suspensions. XII. Deformation and burst of fluid drops in shear and hyperbolic flow // J. Coll. Sci. – 1961. – V. 16, N. 3. – P. 238-261. DOI
16. Torza S., Henry C.P., Cox R.G., Mason S.G. Particle motions in sheared suspensions. XXVI. Streamlines in and around liquid drops // J. Colloid Interf. Sci. – 1971. – V. 35, N. 4. – P. 529-543. DOI
17. Cox R.G. The deformation of a drop in a general time-dependent fluid flow // J. Fluid Mech. – 1969. – V. 37, N. 3. – P. 601-623. DOI
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2013 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
