基于格子Boltzmann方法的二维气泡群熟化过程模拟
Lattice Boltzmann method based simulation of two dimensional bubble group ripening process作者机构：西北工业大学航海学院西安710072 浙江大学航空航天学院杭州310027
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2022年第71卷第11期
页 面：53-62页
核心收录：
基 金：国家自然科学基金(批准号:11872315,51879218,52071272) 基础前沿项目(批准号:JCKY2018-18) 陕西省自然科学基础研究计划(批准号:2020JC-18)资助的课题.
主 题：Ostwald熟化 格子Boltzmann方法 相变 Lifshitz-Slyozov-Wagner理论
摘 要：Ostwald熟化(ripening)是指局部热力学平衡状态下,颗粒/液滴/气泡系统为了减小界面能而自发地进行颗粒群尺度分布调整的过程,具有重要研究价值.针对目前数值模拟研究不充分的现状,本文采用格子Boltzmann方法,对相变速率主控的二维蒸气泡系统演化开展了数值模拟研究.模拟结果与本文推导的二维气泡群演化标度律符合较好,证实了格子Boltzmann方法对复杂相变-物质输运过程捕捉的准确性.研究同时表明,蒸气泡系统演化过程中物质输运为液相压力不平衡所驱动,并且在小气泡“溃灭过程中水动力学作用会影响气泡群半径分布函数的局部细节;气-液状态方程参数对熟化过程的影响效果分析显示,气液两相比内能差是驱动相变的核心要素,此差异越大相变速率越快,该结论进一步诠释了化学势驱动熟化过程的物理图像.
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