单个气泡在液态金属搅拌流场中运动与变形的数值模拟

摘要

用“准三维”数值模拟方法研究吹气发泡法制备泡沫铝的过程中,单个气泡在铝熔液搅拌流场中的运动与变形。液体流场采用多重参考系法进行三维模拟,对气泡运动的二维模拟则在三维流场中的一个通过搅拌轴的特征平面上进行。这样既能捕获气泡在搅拌流场中运动的基本特征,又能大大降低计算成本。应用流体体积分数(volume of fluid,VOF)方法对气液两相之间的界面进行追踪。通过对不同表面张力气泡的计算,总结出流场中关于气泡运动路径和导致气泡变形直至破碎的三种主要机理。