《耦合自由表面動態變形的熱毛細流失穩演化及控制研究》是依託重慶大學，由曾忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：耦合自由表面動態變形的熱毛細流失穩演化及控制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曾忠
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
熱毛細流是流體力學一個重要基礎問題，亦是微重力流體物理研究的一個重點問題。耦合自由表面動態變形的熱毛細流的數值模擬是計算流體力學的一個重要挑戰。前期由於數值技術的局限，文獻中關於自由表面動態變形對熱毛細流失穩及其隨後三維演化的影響缺乏相應數值模擬研究。本項目利用微重力環境下的提拉法晶體生長簡化模型，發展基於動態格線譜元法的線性穩定性分析程式研究自由液面動態變形對熱毛細流失穩的影響；同時發展引入相場法和連續表面力模型的有限體積法，研究熱毛細流失穩後的三維演化與自由液面動態變形的關係；最後研究旋轉磁場與液封技術手段對熱毛細流和自由表面（液封是液-液界面）動態變形的控制作用。本項目工作不但旨在揭示自由表面動態變形對熱毛細流失穩及其隨後三維演化的影響，而且同時發展耦合自由表面動態變形的熱毛細流數值模擬計算技術，為解決大量相關流體動力學問題奠定基礎。
結題摘要
熱毛細流是流體力學一個重要基礎問題，耦合自由表面變形（特別動態變形）的熱毛細流的數值模擬是計算流體力學的一個重要挑戰。由於數值技術的局限，文獻中關於自由表面變形對熱毛細流失穩和失穩機制以及其隨後三維演化的影響缺乏數值模擬研究。本項目研究成功發展基於譜元法的線性穩定性分析程式研究自由液面變形對熱毛細流失穩的影響，揭示失穩物理機制；同時成功發展引入相場法和連續表面力模型的有限體積法和格子Boltzmann法，研究熱毛細流失穩後的三維演化與自由液面動態變形的關係；最後成功發展包括趨膚效應的旋轉磁場模型，並將旋轉磁場模型引入基於譜元法的線性穩定性分析和有限體積法，研究了旋轉磁場與液封技術手段對熱毛細流和自由表面動態變形的控制作用。本項目工作成功開發基於譜元法、有限體積法、格子Boltzmann法等多個程式包，套用自主開發程式包對熱毛細流展開研究，不但揭示了自由表面變形對熱毛細流失穩、失穩機制以及隨後三維演化的影響，而且同時發展耦合自由表面動態變形的熱毛細流數值模擬計算技術，為未來解決大量相關流體動力學問題奠定了基礎。
