摘要：采用数值模拟方法系统研究了外部垂直磁场作用下金属液滴撞击同种液体液池的动力学行为.基于轴对称坐标系,结合改进的流体体积法(VOF)与自适应网格细化技术,有效提升了界面追踪的精度与计算效率.洛伦兹力被简化为外部体积力.研究涵盖了雷诺数700～13 000及韦伯数40～520的广泛参数区间.通过对撞击过程中涡结构的演化分析,将撞击现象划分为无涡脱、主涡脱和卡门涡街3种典型模式,并据此构建了涡结构与射流形态的相图.结果表明,磁场强度和表面张力的增加均对溅射行为具有显著抑制作用,且二者均可诱发从无涡脱向主涡脱的转变.然而,在高雷诺数区域,表面张力对射流的抑制作用更为显著,而对涡环结构影响有限;垂直磁场则不仅影响涡环的形成与演化,还能有效减缓射流的径向扩展速度.进一步研究发现,在连续涡脱并形成卡门涡街的情形下,首次形成的射流在颈部区域呈现周期性摆动,其摆动频率与卡门涡街的脱涡频率密切相关,垂直磁场对射流初始摆动表现出非单调调控效应.
