液滴撞击壁面气泡产生及运动机制的研究

摘要

液滴撞击壁面时，液滴与壁面间气泡的产生及运动对液滴的后续运动具有重要影响。本文利 用提出的用于气液两相流动相界面追踪的复合Level Set-VOF 方法和壁面润湿模型，通过气液两相流动 与固壁相互作用的耦合求解，对液滴撞击壁面时气泡的产生及运动机制进行了研究。研究结果表明，撞击速度较大时，液滴与壁面间气体的压力远大于液滴内压力以及接触线附近区域液体和气体具有不 同的速度分布特性是撞击壁面时液滴内产生气泡及气泡运动变化的主要原因；液滴以较高速度撞击壁 面后在液滴与壁面间形成的气体层宽度将经历先增大后减小，并最终在液滴中心形成一个气泡的变化 历程；撞击速度小于一定值时，气泡最终半径与撞击速度呈近似线性关系；撞击速度对气泡最终半径 影响较大；撞击速度超过一定值后，气体层最大宽度与撞击速度呈近似线性关系，但气泡最终半径基本不再受撞击速度的影响。