磁场下铁磁液滴在固壁铺展特性的三维数值模拟研究
作者单位：西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室 中国科学院大学工程科学学院
会议名称：《第十二届全国流体力学学术会议》
会议日期：2022年
学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）]
摘 要：本文数值研究了在外加水平磁场作用下,水基铁磁液滴撞击固壁后的铺展特性。建立了一个用VOF方法捕捉流体界面和用高度函数方法施加接触角的数学模型。首先我们模拟了均匀磁场下悬浮在非磁性介质中的铁磁液滴的变形,液滴的平衡形状纵横比与实验和理论研究非常吻合,验证了模型的正确性。然后研究了磁场强度(用Bo数表示,磁场力与表面张力之比)、碰撞速度(用We数表示,惯性力与表面张力之比)和接触角对铁磁液滴撞击铺展问题的影响。结果表明,增强磁场强度,液滴沿磁场方向最大铺展直径更大,而垂直磁场方向的最大铺展直径减小,从而产生各向异性铺展特性。通过跟踪磁力线、流场和能量转换的演化,进一步探讨了这种各向异性影响的潜在机制。对于磁场下铁磁液滴铺展特性的研究对于3D打印和磁控微磁流体液滴等应用具有重要指导意义。