低雷诺数下简单剪切流场中中性悬浮球形液滴运动的数值模拟

摘要

忽略球形液滴在简单剪切流场中的形变,在三维球坐标系中对液滴的运动和受力情况进行了数值模拟。利用控制容积法离散该体系的控制方程,在给定的边界条件下用SIMPLE算法求解离散后的运动方程和连续性方程,从而得到液滴内外区域的流场,然后在该流场内对液滴所受的附加应力进行了研究。通过改变物系参数,分析了液滴雷诺数Re和两种液体的粘度比K对流场及应力的影响。计算结果与Koch和Subramanian的理论分析结果吻合较好,本文所建立的数学模型和数值方法可推广用于较大雷诺数的液滴。