基于微观方法对液态铝泡沫宏观析液过程的数值模拟研究

通过微元管内流动模型,研究了液态金属熔体泡沫体内单条Plateau边界内析液过程中的速度场.分析了不同Newton表面粘度,即不同的气液界面运动能力(无量纲参数M)下,Plateau边界内速度的分布.结果显示:在相同的气液界面运动能力和曲率半径条件下,泡沫体内固壁处Plateau边界内速度约是内部Plateau边界内速度的6～8倍,从而解释了不同容器内泡沫体析液速率的差异现象;发现M存在1个临界值,在此值的两边,液膜厚度与曲率半径的比值对Plateau边界内速度的影响呈现出相反的趋势.结合多尺度方法,进而利用微观计算结果建立了泡沫体的整体宏观析液模型,将模型计算结果和经典析液方程计算结果及实验值作了比较,结果表明:该文模型计算结果与实验值在泡沫层上部、中部吻合较好,M值和气泡大小对析液过程有显著影响.