水滴撞击球面形态与压力的数值模拟

摘要

通过建立三维数学模型,采用有限体积(Volume of Fluid,VOF)耦合界面追踪法(Level-Set)的两相流界面追踪法(Coupled Level-Set and Volume of Fluid,CLSVOF),模拟We=266的水滴撞击干燥球面,对撞击后的水滴形态以及内部压力进行分析。研究结果表明,水滴撞击球面经历了铺展-回缩-附着的过程。当水滴撞击到球面0.1ms后,最大压力从液膜最外侧逐渐向液膜中心移动;当液膜产生“冠指”时,最大压力再次转移到液膜最外侧;在回缩过程中,最大压力所处的位置逐渐向液膜中心移动,并在30.0ms时,再次回到液膜中心。此后,最大压力的相对位置保持不变,持续到稳定状态。