底面旋转的圆筒中涡分裂流动的数值模拟

摘要

底面旋转的圆筒中形成的漩涡与表面曝气搅拌反应器中液面上的吸气漩涡类似,因此本文研究该类漩涡以深入认识表面曝气反应器中液面上吸气漩涡的形成机理。通过旋转轴对称假设,建立了一个二维的数学模型,利用水平集方法数值模拟。在较小Froude数(Fr)条件下,模拟得到的流场和分裂“气泡”的位置、大小都与可视化实验结果吻合较好;大Fr数条件下,气液自由面发生了较大的变形,模拟结果与文献基本吻合。