碰撞

液滴可以碰撞干燥壁面以形成液膜，或者可以碰撞现有的液膜。在这两种情况下，液滴的质量、动量和能量将传递到液膜。

对于 Bai-Gosman 和 Bai-Onera 壁面碰撞模型，液滴导致形成液膜取决于不同的碰撞流态。液滴可以表现出粘附、反弹、扩散或飞溅等行为。根据液滴行为，只有部分液滴质量、动量和能量可能会传递到液膜。

入射碰撞质量通量

此模型使用接近壁面的液滴的惯性来计算碰撞到壁面上以形成液膜的液滴的质量通量。碰撞发生在已创建壳交界面的壁面上。碰撞到液膜交界面的液相必须具有与液膜相完全相同的材料组分。

当离散相由欧拉多相流 (EMP) 模型或混合多相流 (MMP) 模型计算时，入射碰撞质量通量模型才适用。

碰撞到壁面上（或现有液膜上）的质量通量计算如下：

$${\dot{m}}_{\mathrm{imp}}=\gamma {\rho }_{\mathrm{imp}}{v}_{\mathrm{imp}}\cdot a{\alpha }_{\mathrm{imp}}$$

(2737)

其中：

• $\gamma$ 为碰撞效率，指定碰撞到液膜的表面上的入射通量分数。碰撞效率可以是介于 0 到 1 之间的值。
• ${\rho }_{\mathrm{imp}}$ 为密度。
• $v_{\mathrm{imp}}$ 为速度。
• $a$ 为壁面面积矢量（垂直于朝向外侧的壁面）。
• ${\alpha }_{\mathrm{imp}}$ 为体积分数。

需满足液膜与周围多相流体（液膜自由表面）之间的交界面上的运动和动力条件。在交界面处计算得出的碰撞质量通量将用于其他所有输运方程。

Caraghiaur 碰撞

液膜每单位交界面面积的液滴沉积率（由 Caraghiaur [615] 定义）如下所示：

$${\dot{m}}_{\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{p}}=\varphi \sqrt{\frac{2}{\pi }}{v}_d^{\prime }\cdot {\alpha }_d{\rho }_L$$

(2740)

${\alpha }_d$ 项为液滴的体积分数， ${\rho }_L$ 为液体密度，由此得出： ${\alpha }_d{\rho }_L$ 项为液滴浓度。 $\varphi$ 为撞击壁面的液滴的分数。液滴的 RMS 波动速度 $v_d^{\prime }$ 计算为颗粒松弛时间 ${\tau }_p$ 的函数（使用陈氏关系 [reflink]）：

$$\frac{v_f^{\prime 2}}{v_d^{\prime 2}}=1+\frac{{\tau }_p}{T_L}$$

(2741)

其中， $v_f^{\prime }$ 为液膜的 RMS 波动速度， ${\tau }_p$ 为松弛时间。

${\tau }_p$ 为液滴惯性的度量，计算如下：

$${\tau }_p=\frac{{\tau }_{p0}}{\psi \left({\mathrm{Re}}_p\right)}$$

(2742)

其中：

$$\psi \left({\mathrm{Re}}_p\right)=\{\begin{array}{cc}1+0.15{\mathrm{Re}}_p^{0.687}& {\mathrm{Re}}_p\le {10}^3\\ 0.11{\mathrm{Re}}_p/6& {\mathrm{Re}}_p>{10}^3\end{array}$$

(2743)

$${\mathrm{Re}}_p=\frac{d_d|v_f-v_d|}{{\nu }_f}$$

(2744)

和

$${\tau }_{p0}=\frac{{\rho }_d{d}_d^2}{18{\rho }_f{\nu }_f}$$

(2745)

下标 $d$ 和 $f$ 分别表示液滴和流体。

变量 表示遵循惯性液滴路径的流体的拉格朗日积分时间尺度。 $T_L$ $T_L$ 根据 Zaichik 模型计算, 该模型基于 Zaichik 和其他人的方程 ([633])：

$$T_L=\frac{4}{3}\frac{k}{C_{0ϵ}}$$

(2746)

其中：

$$C_0=\frac{C_{0\infty }{\mathrm{Re}}_{\lambda }}{{\mathrm{Re}}_{\lambda }+C_1}$$

(2747)

$${\mathrm{Re}}_{\lambda }=\sqrt{\frac{15v_f^{\prime 4}}{ϵ\nu }}$$

(2748)

其中， $C_{0\infty }=7.0$ ， ${\mathrm{Re}}_{\lambda }$ 为根据泰勒微尺度计算得出的雷诺数， $C_1=32.0$ ， $ϵ$ 为湍流耗散率。