کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6930212 867526 2016 29 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Multiscale modelling of evolving foams
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی چند بعدی از فوم های تکامل یافته
ترجمه چکیده
ما مجموعه ای از الگوریتم های مرتبط با چند مقیاس در حال حاضر برای مدل سازی پویایی فوم های در حال تحول است. این الگوریتم ها اثرات کلیدی بازآرایی حباب ماکروسکوپیک، زهکشی فیلم نازک و پارگی غشا را متصل می کند. برای هر یک از مکانیزم، ما الگوریتم های سازگار و دقیق را ایجاد می کنیم و آنها را باهم در ارتباط می کنیم تا در طیف گسترده ای از مقیاس های فضا و زمان که در پویایی فوم رخ می دهد، کار کنیم. این الگوریتمها روشهای پیش بینی اختلاف محدودی را برای محاسبه جریان سیال غیر متراکم بر مقیاس ماکزیمم، روش دوم روش عددی محدود برای حل معادلات زهکشی فیلمهای نازک در لاملا و مرزهای فلات، روش چند مرحلهای وارونوی نامحدود برای پیگیری مرزهای غشایی مرتبط و ضبط تغییرات توپولوژیکی و روش ذرات لاگرانژی برای توزیع مجدد مایع محافظتی در طی بازسازی و پارگی. ما مجموعه ای کامل از تقریب های عددی را ایجاد می کنیم که از طریق شرایط پرش رابط و شرایط مرزی شار همراه هستند و نشانگر همگرایی مکانیسم های فردی است. ما رویکرد ما را با محاسبه انواع پویایی فوم، از جمله تکامل خوشه های سه بعدی حباب متصل به غشاء لنگر و فروپاشی خوشه فوم، نشان می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
We present a set of multi-scale interlinked algorithms to model the dynamics of evolving foams. These algorithms couple the key effects of macroscopic bubble rearrangement, thin film drainage, and membrane rupture. For each of the mechanisms, we construct consistent and accurate algorithms, and couple them together to work across the wide range of space and time scales that occur in foam dynamics. These algorithms include second order finite difference projection methods for computing incompressible fluid flow on the macroscale, second order finite element methods to solve thin film drainage equations in the lamellae and Plateau borders, multiphase Voronoi Implicit Interface Methods to track interconnected membrane boundaries and capture topological changes, and Lagrangian particle methods for conservative liquid redistribution during rearrangement and rupture. We derive a full set of numerical approximations that are coupled via interface jump conditions and flux boundary conditions, and show convergence for the individual mechanisms. We demonstrate our approach by computing a variety of foam dynamics, including coupled evolution of three-dimensional bubble clusters attached to an anchored membrane and collapse of a foam cluster.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 315, 15 June 2016, Pages 273-301
نویسندگان
, ,