In the present study, a consistent and conservative Phase-Field model is developed to study thermo-gas-liquid-solid flows with liquid-solid phase change. The proposed model is derived with the help of the consistency conditions and exactly reduces to the consistent and conservative Phase-Field method for incompressible two-phase flows, the fictitious domain Brinkman penalization (FD/BP) method for fluid-structure interactions, and the Phase-Field model of solidification of pure material. It honors the mass conservation, defines the volume fractions of individual phases unambiguously, and therefore captures the volume change due to phase change. The momentum is conserved when the solid phase is absent, but it changes when the solid phase appears due to the no-slip condition at the solid boundary. The proposed model also conserves the energy, preserves the temperature equilibrium, and is Galilean invariant. A novel continuous surface tension force to confine its contribution at the gas-liquid interface and a drag force modified from the Carman-Kozeny equation to reduce solid velocity to zero are proposed. The issue of initiating phase change in the original Phase-Field model of solidification is addressed by physically modifying the interpolation function. The corresponding consistent scheme is developed to solve the model, and the numerical results agree well with the analytical solutions and the existing experimental and numerical data. Two challenging problems having a wide range of material properties and complex dynamics are conducted to demonstrate the capability of the proposed model.


翻译:在本研究中,开发了一个一致和保守的阶段-实地模型,以研究液-固态流动的热气-液-液体-固体流动,进行液-固化阶段变化;拟议的模型是在一致性条件帮助下产生的,并完全减少对压缩两阶段流动的一致和保守的阶段-现场方法、对流体结构互动的虚构的域布林克曼惩罚方法(FD/BP)和纯材料固化的阶段-实地模型;它尊重质量保护,明确界定单个阶段的数量部分,从而捕捉因阶段变化而产生的数量变化;当固态阶段不存在时,即保持势头,但在固态阶段似乎由于固态边界的无翻转状态而改变时,则完全减少;拟议的模型还保存能源,保持温度平衡,是加利利安的动态;新的连续表面紧张力量,将其贡献限制在气体-液体界面上,从拟议的卡曼-库泽尼方程式模型修改为将固态速度降低到零的模型;提议在初始阶段-实地模型启动阶段变化,但当固化阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段因固态阶段条件而出现变化时,但当固体阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段阶段因固态阶段性阶段性阶段性变化而出现变化时,该阶段,该阶段性阶段性阶段性阶段性阶段性变化,该阶段性阶段性阶段性变化到固化状态状态状态因固化状态状态状态状态因固态状态状态状态因固态性状态状态因固化状态因固态状态因固态状态因固态性状态状态因固化状态因固态性状态而变化而变化而变化而变化;还因固态性变,通过实际调整后,同时调整后,通过机能和数值分析结果,通过实际调整后,通过机能和数值分析性变后,通过机能和数值分析性变后,即调整后,通过机能,通过机能和数值分析性变变后变后变现的机能性变后变后变现的机变现的机变现的机变制制制制制制制制制,通过机变数制变数制,将调整后变数制制制制制制制制制制制制制制制制制制制制算。。

0
下载
关闭预览

相关内容

智慧城市白皮书(2021年)
专知会员服务
177+阅读 · 2021年4月24日
【DeepMind】强化学习教程,83页ppt
专知会员服务
153+阅读 · 2020年8月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
108+阅读 · 2020年6月10日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年5月5日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
艾瑞咨询2019中国智慧城市发展报告,附PPT下载
智能交通技术
25+阅读 · 2019年4月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
VIP会员
相关资讯
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年5月5日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
艾瑞咨询2019中国智慧城市发展报告,附PPT下载
智能交通技术
25+阅读 · 2019年4月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员