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Simulation of micron-scale drop impact

Klitz, Margrit und Griebel, Michael (2019) Simulation of micron-scale drop impact. Computers and Mathematics with Applications, 78 (9), Seiten 2847-3236. Elsevier. doi: 10.1016/j.camwa.2019.03.045. ISSN 0898-1221.

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Kurzfassung

The numerical simulation of droplet impact is of interest for a vast variety of industrial processes, where practical experiments are costly and time-consuming. In these simulations, the dynamic contact angle is a key parameter, but the modeling of its behavior is poorly understood so far. One of the few models which considers the overall physical context of the involved `moving contact line problem' is Shikhmurzaev's interface formation model. In addition to keeping the problem well-posed, all surface and bulk parameters, such as the contact angle, are determined as part of the solution rather than being prescribed functions of contact line speed. In this article, we couple an asymptotic version of the interface formation model with our three-dimensional incompressible two-phase Navier-Stokes solver. Additionally, we employ a simple constant contact angle approach. We compare the results of these two numerical models with those from laboratory experiments for the micron-scale droplet impact on substrates with a variety of wetting characteristics. With our sophisticated asymptotic interface formation model, the droplet shapes, heights and diameters compare very well with practical experiments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124591/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Also available as INS preprint INS Preprint No. 1811.
Titel:Simulation of micron-scale drop impact
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Klitz, MargritMargrit.Klitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3657-4180NICHT SPEZIFIZIERT
Griebel, MichaelInstitute for Numerical Simulation, University of Bonn & Fraunhofer Institute for Algorithms and Scientific Computing SCAI, Sankt AugustinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 November 2019
Erschienen in:Computers and Mathematics with Applications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:78
DOI:10.1016/j.camwa.2019.03.045
Seitenbereich:Seiten 2847-3236
Verlag:Elsevier
ISSN:0898-1221
Status:veröffentlicht
Stichwörter:micron-scale drop impact, Navier-Stokes, dynamic contact angle, interface formation model, CLSVOF
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben SISTEC (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Simulations- und Softwaretechnik > High Performance Computing
Hinterlegt von: Klitz, Dr. Margrit
Hinterlegt am:07 Dez 2018 13:24
Letzte Änderung:31 Okt 2023 13:43

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