VOF方法模拟单个液滴下降的流动

摘要

本文对带自由界面的液滴在充满背景流体的矩形管道中由于重力作用而产生的运动及变形进行数值模拟和结果分析。在交错网格下使用有限差分法离散不可压缩Navier-Stokes方程。采用VOF(Volume-of-Fluid)及三维PLIC(Piecewise LinearInterface Calculation)界面重构方法捕捉自由面,连续表面力(CSF)模型计算表面张力,使用投影法模拟不可压缩流体流动Navier-Stokes方程,其中压力泊松方程(PPE)应用多重网格法求解。模拟了不同Reynolds数和Weber数下液滴的下降和变形,分析粘性和表面张力对液滴下降和变形的影响。