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Estudio sobre la Dinámica de Difusión de Pares de Gotas cerca de Paredes

Autores: Li, Jing; Yang, Junhu; Liu, Xiaobin; Tian, Lei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Estudio sobre la Dinámica de Difusión de Pares de Gotas cerca de Paredes


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Solucionador de flujo bifásico
Plataforma OpenFOAM
Método de volumen de fluidos
Algoritmo MULES
Dinámica de gotas
Humectabilidad de la superficie

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio desarrolla un solucionador de flujo bifásico incompresible basado en la plataforma de código abierto OpenFOAM, empleando el método de volumen de fluido (VOF) para rastrear la interfaz gas-líquido y utilizando el algoritmo MULES para suprimir la difusión numérica. Este estudio proporciona una investigación exhaustiva de la dinámica de propagación de pares de gotas cerca de paredes, junto con la presentación de un modelo matemático correspondiente. El modelo numérico se valida a través de un dominio computacional bidimensional axisimétrico, demostrando independencia de la malla y confirmando su fiabilidad al comparar los resultados de simulación con datos experimentales en la predicción de la colisión de gotas, la propagación y la dinámica de deformación. El estudio investiga particularmente la influencia de la humectabilidad de la superficie en la dinámica de impacto de las gotas, revelando que un ángulo de contacto mayor aumenta la altura de retracción de la gota, lo que lleva a un rebote completo en superficies superhidrofóbicas. Finalmente, se presenta un modelo matemático para describir la relación entre la longitud de propagación, el ángulo de contacto y el número de Weber, y el estudio demuestra su precisión. El análisis bajo coordenadas logarítmicas revela que el ángulo de contacto ejerce una influencia significativa en la longitud de propagación, mientras que una condición de ángulo de contacto constante produce un ligero aumento monótono en la longitud de propagación con el número de Weber. Estos hallazgos proporcionan una herramienta numérica y matemática efectiva para analizar la dinámica de propagación de pares de gotas.

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