基于流函数法求解流体颗粒二相绕流

资 源 简 介

基于流函数法求解流体颗粒二相绕流

详 情 说 明

流函数法是解决流体力学中不可压缩流动问题的经典方法之一，特别适用于二维流动场景。在处理流体与颗粒相互作用的二相绕流问题时，流函数法能够有效简化Navier-Stokes方程，将速度场与压力场解耦。

核心思路如下： 通过定义流函数将二维连续性方程自动满足，将原问题转化为单一流函数方程。 对颗粒边界采用浸没边界法或贴体网格处理，将颗粒对流场的影响转化为源项。 迭代求解修正后的流函数方程，直至流场与颗粒受力达到动态平衡。

数值实现中需注意： 采用有限差分或有限体积法离散控制方程 颗粒表面需施加无滑移边界条件 流函数在远场需满足自由来流条件

此方法在微尺度流动、颗粒沉降等场景具有计算效率优势，但需注意其限于二维不可压缩流动的局限性。对于高雷诺数流动可能需要引入湍流模型进行扩展。