格子Boltzmann方法在电流体动力学中的应用:均匀电场中液滴的变形和失稳

均匀静电场中液滴变形问题是电流体动力学的重要基础内容,用格子Boltzmann方法研究此问题是一个崭新的领域.基于Peng等人提出的可以得到高液气密度比和低液相压缩性的单组分两相格子Boltzmann模型,采用本文提出的液相和气相统一的介电常数与密度的关系式,对均匀静电场中二维绝缘液滴在绝缘媒质中的变形问题进行了数值模拟.结果表明,本研究采用的方法可以很好地模拟出液滴形态变化及其规律,特别是液滴的失稳射流现象,并得到电场中绝缘液滴变形问题的重要特征参数——临界介电常数比和临界电场强度.这些结果与相关的理论和实验符合较好,表明格子Boltzmann方法在研究存在多相的电流体动力学问题上具有独特优势和很大潜力.