水平管道内横向流气泡生长变化模拟研究

摘要

采用数值模拟方法对恒定水速下管道中气体喷射产生的气泡进行分析,追踪气泡生成和脱离的演变情况,重点研究了横向水流速度和通气速度对气泡生成的影响。计算采用二阶迎风差分格式的有限体积法求解二维Navier-Stocks方程,并运用VOF (流体体积法)方法捕捉气液界面。计算结果表明:水流速度主导气泡的生成形态,一定程度上也受通气速度影响;生成气泡的等效直径随通气速度的增加而呈线性增长,水流速度越小,生成气泡随通气速度的增加越快;通气速度一定,随着水流速度的增加,气泡脱离位置的横坐标初期缓慢增长,当水流速度到达0.5 m/s后呈线性增长。伴随着气泡形态的变化,气泡参数随水流速度和通气速度改变时,呈现出多样性和多变性。