剪切作用下液气相分离的格子玻尔兹曼模拟

摘要

采用Shan-Chen格子玻尔兹曼模型来研究在剪切边界条件下液体和气体的相分离.除了液气相分离的流变学特征外,还分析由于两流体界面的切向速度差引起的Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性,并讨论液滴的生长情况.发现,在靠近剪切壁的区域流动效应较强,而在系统中部液滴基本上是各向同性的,特征尺度的增长以扩散机制为主;界面张力和K-H不稳定性的共同作用使得剪切壁附近的液体带倾向于发生断裂;随着剪切率的增加,来流方向蒸发和下游方向凝结的不对称性以及表面张力的作用,使得相分离过程中液滴可能呈斜条带状结构;更强的对流使得壁上更容易获得物质粒子而形成液滴.