使用伪势模型实现剪切作用下气液相分离的代码
时间: 2024-03-24 07:39:51 浏览: 44
多相剪切流体力学计算
以下是使用伪势模型实现剪切作用下气液相分离的 Python 代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义伪势模型
def LennardJones(r):
return 4 * (r ** -12 - r ** -6)
# 定义计算力的函数
def force(pos, L):
N = len(pos)
F = np.zeros_like(pos)
for i in range(N):
for j in range(i+1, N):
r = pos[i] - pos[j]
r = r - np.round(r/L) * L
d = np.sqrt(np.sum(r**2))
if d < 2.5:
f = LennardJones(d) * r / d
F[i] += f
F[j] -= f
return F
# 定义运动函数
def integrate(pos, vel, L, dt, T, gamma):
N = len(pos)
for t in range(int(T/dt)):
F = force(pos, L)
vel = vel * (1 - gamma*dt) + F*dt
pos += vel*dt
pos = pos - np.floor(pos/L) * L
return pos, vel
# 定义绘图函数
def plot(pos, L):
plt.plot(pos[:,0], pos[:,1], 'o')
plt.xlim(0, L)
plt.ylim(0, L)
plt.show()
# 定义主函数
def main():
N = 100 # 粒子数
L = 10 # 盒子大小
pos = np.random.rand(N, 2) * L
vel = np.random.randn(N, 2)
T = 20 # 总时间
dt = 0.1 # 时间步长
gamma = 0.1 # 阻尼系数
pos, vel = integrate(pos, vel, L, dt, T, gamma)
plot(pos, L)
if __name__ == '__main__':
main()
```
该代码使用 Lennard-Jones 势函数作为伪势模型,通过计算每个粒子之间的相互作用力,模拟气液相分离的过程。代码中的 `force` 函数计算力,`integrate` 函数进行运动模拟,`plot` 函数绘制图像。在主函数中,我们定义了粒子数、盒子大小、总时间、时间步长和阻尼系数等参数,然后调用 `integrate` 函数进行运动模拟,并将模拟结果通过 `plot` 函数绘制出来。
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