應(yīng)用改進(jìn)粒子水平集法對液滴碰撞的數(shù)值研究

田輝 王琳琳 葉陽輝 李國君

摘要：為了準(zhǔn)確捕捉自由面運(yùn)動，求解液滴的碰撞過程，針對傳統(tǒng)粒子水平集法不適用于待修正網(wǎng)格包含在虛擬粒子內(nèi)部的情況，在充分分析以上問題的基礎(chǔ)上提出一種新的局部距離函數(shù)定義方式，經(jīng)測試問題驗(yàn)證，改進(jìn)方法可降低由于粒子沿非界面法線方向運(yùn)動對界面修正的干擾，顯著提高界面捕捉精度及守恒性，應(yīng)用改進(jìn)粒子水平集法對二維液體碰撞過程進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算結(jié)果顯示：相對速度是正碰過程是否發(fā)生分離的決定因素，空氣中兩個(gè)直徑為3 mm的正碰水滴的，臨界韋伯?dāng)?shù)為13.79；偏心程度和相對速度共同影響偏心碰撞的液滴形態(tài)；給定相對速度時(shí)存在兩個(gè)臨界偏心程度，偏心程度介于臨界值之間時(shí)碰撞后不發(fā)生分離。