化学工程与过程技术杂志
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抽象的

涡流池法方形喷嘴喷出空气-水气泡射流的数值模拟

内山朋美和岸本佑介

模拟夹带小气泡的水射流。作者在之前的研究中提出了用于气泡流的 Vortex in Cell 方法进行模拟。该方法将涡量场离散成涡元，并通过使用拉格朗日方法追踪每个涡元的对流来计算流动的时间演化。气泡射流从方形截面的喷嘴垂直向上喷出。基于水速的雷诺数为5000。气泡直径为0.2mm，喷嘴处的气泡体积流量比为0.0025。气泡增加了射流中心线周围的水湍流强度。这使得水在射流初始区域的横向动量扩散更大。气泡效应随着距喷嘴的轴向距离的增加而减弱。这些模拟结果与现有测量结果进行了良好的比较，证明了当前气泡射流模拟方法的有效性。在发达地区，水速衰减减缓，半宽减小。这是因为水被气泡加速，气泡由于浮力而具有更高的轴向速度。