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气泡上升过程中尾流演变的VOF数值模拟

Numerical simulation about evolution of bubble wake during bubble rising by VOF method

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利用VOF(volume of fluid)方法对静止水中气泡的自由上升过程进行了数值模拟,研究了初始直径不同的气泡自由上升时尾流的演变过程.研究发现气泡自由上升过程中其尾流有对称脱落、过渡态和周期性脱落三种运动状态,其中过渡态是介于对称脱落和周期性脱落之间的非稳定性脱落.气泡上升过程中其形状由球形转变为椭球形.尾流的对称脱落发生在气泡处于椭球形状且沿直线上升的过程;随着气泡的继续上升,当气泡的长轴与水平方向产生夹角时,尾流就会由对称脱落转变为过渡态(非稳定性脱落);最终,尾流会转变为周期性脱落.2.4～3.7 mm气泡尾流运动状态发生转变的临界Reynolds数不同,且随气泡初始直径的增大而增加.直径为2.4～3.7 mm气泡的尾流周期性脱落的频率为31～39 Hz,且频率随气泡直径的增大而减小.

顾英杰、杨伟栋、刘志远、罗志国、邹宗树

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东北大学冶金学院,辽宁沈阳110819

东北大学冶金学院多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室,辽宁沈阳110819

数值模拟 VOF方法 气泡 尾流 脱落频率

2021

10.11949/0438-1157.20201209

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2021.72(4)
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