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《第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集》2005年
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大尺度气泡水下上升过程数值模拟

李绍武  黄筱云  
【摘要】:运用数值方法模拟了大尺度气泡在水中上升、破碎的过程。采用雷诺方程描述不可压流体相的运动;用流体体积法(VOF)追踪气液界面;采用气体状态方程计算气泡内压随气泡体积改变而变化的规律;在求解压力泊松方程时,气泡内压作为已知条件施加到气液界面单元上。模拟了单个气泡自压力超出大气压2kPa的水深处开始上升、变形、破碎直至水片跌落生成新气泡的全过程,结果表明:(1)气泡的体积膨胀趋势贯穿整个气泡上升过程,到浮出水面前体积膨胀为原来的6.3倍;(2)气泡膨胀导致气泡内压持续减小,直至破碎时减小为大气压;(3)自气泡底部上冲的水体跌落到水面后生成新的小气泡。

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