| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 第1章 绪论 | 第15-30页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第15-17页 |
| 1.2 气-液-固耦合的基本现象概述 | 第17-20页 |
| 1.2.1 流-固界面的基本现象 | 第17-18页 |
| 1.2.2 气-液界面的基本现象 | 第18-19页 |
| 1.2.3 流-固和气-液界面共存的基本现象 | 第19-20页 |
| 1.3 气-液-固耦合的研究方法与进展 | 第20-23页 |
| 1.3.1 气-液-固耦合的试验研究 | 第20-21页 |
| 1.3.2 气-液-固耦合的理论数值研究 | 第21-23页 |
| 1.4 格子Boltzmann方法 | 第23-26页 |
| 1.4.1 格子Boltzmann方法的发展 | 第23-24页 |
| 1.4.2 格子Boltzmann单相流模型 | 第24-25页 |
| 1.4.3 格子Boltzmann多相流模型 | 第25-26页 |
| 1.5 国内外研究综述小结 | 第26-27页 |
| 1.6 本论文主要研究工作 | 第27-30页 |
| 第2章 格子Boltzmann方法的基本原理 | 第30-46页 |
| 2.1 引言 | 第30页 |
| 2.2 连续Boltzmann方程 | 第30-34页 |
| 2.2.1 Boltzmann方程与Boltzmann-H定理 | 第31-32页 |
| 2.2.2 Maxwell平衡分布 | 第32-34页 |
| 2.3 格子Boltzmann方程 | 第34-38页 |
| 2.3.1 Boltzmann-BGK方程 | 第34-36页 |
| 2.3.2 格子Botlzmann方程与流体力学方程 | 第36-38页 |
| 2.4 基本边界处理方法 | 第38-41页 |
| 2.4.1 周期性边界 | 第38-39页 |
| 2.4.2 非滑移边界 | 第39-40页 |
| 2.4.3 速度边界 | 第40页 |
| 2.4.4 压力边界 | 第40-41页 |
| 2.5 自由能两相流模型 | 第41-44页 |
| 2.5.1 宏观控制方程 | 第41-42页 |
| 2.5.2 界面运动的格子Boltzmann表示 | 第42-43页 |
| 2.5.3 两相运动的格子Boltzmann表示 | 第43-44页 |
| 2.6 小结 | 第44-46页 |
| 第3章 静止流-固界面的格子Boltzmann模拟 | 第46-60页 |
| 3.1 引言 | 第46页 |
| 3.2 结合有限差分法的数值模型的改进 | 第46-50页 |
| 3.2.1 Half-Way反弹模型 | 第46-47页 |
| 3.2.2 外推模型 | 第47-48页 |
| 3.2.3 改进的边界处理模型 | 第48-50页 |
| 3.3 平壁面模型的验证分析 | 第50-54页 |
| 3.3.1 平板间Poiseuille流模拟 | 第50-53页 |
| 3.3.2 平板间Couette流模拟 | 第53-54页 |
| 3.4 曲壁面模型的验证分析 | 第54-58页 |
| 3.4.1 静止圆柱绕流模拟 | 第54-56页 |
| 3.4.2 旋转Couette流模拟 | 第56-58页 |
| 3.5 小结 | 第58-60页 |
| 第4章 运动流-固界面的格子Boltzmann模拟 | 第60-81页 |
| 4.1 引言 | 第60-61页 |
| 4.2 结合浸没边界法的数值模型的改进 | 第61-67页 |
| 4.2.1 浸没边界法 | 第61页 |
| 4.2.2 浸没边界-格子Boltzmann模型 | 第61-65页 |
| 4.2.3 多松弛IB-LB模型 | 第65-67页 |
| 4.3 改进模型的验证 | 第67-72页 |
| 4.3.1 静止圆柱绕流 | 第67-69页 |
| 4.3.2 静止方柱绕流 | 第69-72页 |
| 4.4 旋转平板与流场的耦合作用 | 第72-79页 |
| 4.4.1 物理模型 | 第72页 |
| 4.4.2 平板旋转速度的影响 | 第72-75页 |
| 4.4.3 平板长宽比的影响 | 第75-79页 |
| 4.5 小结 | 第79-81页 |
| 第5章 气-液界面的格子Boltzmann模拟 | 第81-102页 |
| 5.1 引言 | 第81-82页 |
| 5.2 自由能格子Boltzmann模型的改进 | 第82-85页 |
| 5.2.1 Cahn-Hilliard方程 | 第82页 |
| 5.2.2 二维模型 | 第82-83页 |
| 5.2.3 三维OpenMP并行模型 | 第83-85页 |
| 5.3 单个气泡运动的规律 | 第85-93页 |
| 5.3.1 单位转换 | 第85-86页 |
| 5.3.2 模型验证 | 第86-89页 |
| 5.3.3 上浮气泡模拟 | 第89-93页 |
| 5.4 气泡间相互作用的规律 | 第93-101页 |
| 5.4.1 水平两气泡 | 第93-98页 |
| 5.4.2 竖直两气泡 | 第98-101页 |
| 5.5 小结 | 第101-102页 |
| 第6章 狭域中气泡与壁面的耦合特性研究 | 第102-119页 |
| 6.1 引言 | 第102页 |
| 6.2 物理模型与验证 | 第102-107页 |
| 6.2.1 管道内气泡验证 | 第103页 |
| 6.2.2 运动平板间气泡验证 | 第103-107页 |
| 6.3 管道内气泡的运动形态 | 第107-110页 |
| 6.3.1 阻塞比的影响 | 第107-109页 |
| 6.3.2 偏心率的影响 | 第109-110页 |
| 6.4 运动平板间气泡的运动形态 | 第110-118页 |
| 6.4.1 Capillary和Reynolds数的影响 | 第111-116页 |
| 6.4.2 粘性系数的影响 | 第116-118页 |
| 6.5 小结 | 第118-119页 |
| 第7章 敞域中气泡与壁面的耦合特性研究 | 第119-141页 |
| 7.1 引言 | 第119-120页 |
| 7.2 物理模型与验证 | 第120页 |
| 7.3 气泡与水平壁面的耦合特性 | 第120-129页 |
| 7.3.1 特征尺寸比γ>1.2 | 第121-125页 |
| 7.3.2 特征尺寸比γ<1.2 | 第125-127页 |
| 7.3.3 Mo、Eo的影响研究 | 第127-129页 |
| 7.4 气泡与曲壁面的耦合特性 | 第129-133页 |
| 7.4.1 特征尺寸比的影响 | 第129-132页 |
| 7.4.2 Mo、Eo的影响研究 | 第132-133页 |
| 7.5 诱导水下波动的传递规律 | 第133-140页 |
| 7.5.1 物理模型及边界处理 | 第134页 |
| 7.5.2 一维波传递 | 第134-137页 |
| 7.5.3 二维波传递 | 第137-140页 |
| 7.6 小结 | 第140-141页 |
| 第8章 结论与展望 | 第141-146页 |
| 8.1 本文的主要创新点 | 第141页 |
| 8.2 本文的结论 | 第141-144页 |
| 8.3 研究展望 | 第144-146页 |
| 参考文献 | 第146-159页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第159-161页 |
| 致谢 | 第161-163页 |
| 附录A | 第163-164页 |
| 附录B | 第164-165页 |
| 附录C | 第165-166页 |
