基于格子Boltzmann方法的粘弹流体挤出胀大及多相流动的数值研究

项目名称： 基于格子Boltzmann方法的粘弹流体挤出胀大及多相流动的数值研究

项目编号： No.11372111

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李勇

作者单位： 华东理工大学

项目金额： 72万元

中文摘要： 传统的宏观数值模拟方法处理复杂本构方程粘弹流体挤出胀大及多相流动存在一定的困难。采用基于介观尺度的格子Boltzmann方法（LBM）进行跨尺度模拟为解决这些困难提供了新的思路。本项目研究建立粘弹流体流动、挤出胀大及多相流动的LBM。首先创建PTT和K-BKZ本构方程粘弹流体格子Boltzmann模型，分析高Weissenberg(We)数情况下的流动，从介观层面解决高We数问题，在此基础上，创建自由边界条件模型和流线LBM，采用单相模型分析挤出胀大问题。研究建立粘弹流体气液两相格子Boltzmann模型，采用两相模型分析瞬态挤出胀大和粘弹流体中的气泡运动，并探究影响挤出胀大内在因素。建立基于点源颗粒的双向耦合的粘弹流体液固两相流动格子Boltzmann模型，并分析聚合物共混的流动过程。对挤出胀大和两相流进行实验研究，验证计算模型。研究结果可望为建立完整的粘弹流体LBM模拟理论提供基础。

中文关键词： 格子 Boltzmann方法；挤出胀大；粘弹流体；两相流；自由面流动

英文摘要： Traditional macro numerical simulation remains many difficulties and problems in extrudate swell and multiphase flows of viscoelastic fluid with complicated the constitutive equation. Cross-scale simulation basing on meso-scale Lattice Boltzmann method (L

英文关键词： lattice Boltzmann method；extrusion swell；viscoelastic fluid；two phase flow；free-surface flow