【摘要】：兩相流廣泛出現(xiàn)在自然界和工業(yè)應用中，因此研究兩相流問題具有十分重要的意義。由于表面張力對流體流動和界面運動起著至關(guān)重要的作用，因此對表面張力精確建模是數(shù)值模擬兩相流問題的關(guān)鍵。故本文基于相場方法研究具有良好性質(zhì)的表面張力模型和高效數(shù)值算法是一項具有重要意義的工作。

本文利用Level Set函數(shù)與相場函數(shù)的關(guān)系，基于Level Set函數(shù)的連續(xù)表面張力模型計算表面張力，提出了一種基于相場方法的連續(xù)表面張力的模型。該模型不僅具有相場模型求解多相流問題的優(yōu)點，且繼承了基于Level Set函數(shù)的連續(xù)表面張力模型的優(yōu)點。進一步，在該表面張力模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合多相格子Boltzmann通量求解器(MLBFS)，給出了兩相流體問題的數(shù)學模型，并設(shè)計了高效、穩(wěn)定且具有較好守恒性的數(shù)值算法。

最后，成功模擬了Laplace Law、液滴合并、剪切流中的液滴形變等問題，驗證了本文提出的模型和算法具有良好的穩(wěn)定性和守恒性。