We have developed an efficient and unconditionally energy-stable method for simulating droplet formation dynamics. Our approach involves a novel time-marching scheme based on the scalar auxiliary variable technique, specifically designed for solving the Cahn-Hilliard-Navier-Stokes phase field model with variable density and viscosity. We have successfully applied this method to simulate droplet formation in scenarios where a Newtonian fluid is injected through a vertical tube into another immiscible Newtonian fluid. To tackle the challenges posed by nonhomogeneous Dirichlet boundary conditions at the tube entrance, we have introduced additional nonlocal auxiliary variables and associated ordinary differential equations. These additions effectively eliminate the influence of boundary terms. Moreover, we have incorporated stabilization terms into the scheme to enhance its numerical effectiveness. Notably, our resulting scheme is fully decoupled, requiring the solution of only linear systems at each time step. We have also demonstrated the energy decaying property of the scheme, with suitable modifications. To assess the accuracy and stability of our algorithm, we have conducted extensive numerical simulations. Additionally, we have examined the dynamics of droplet formation and explored the impact of dimensionless parameters on the process. Overall, our work presents a refined method for simulating droplet formation dynamics, offering improved efficiency, energy stability, and accuracy.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员