强紊动掺气水体的两相流数值模拟

摘要

在强紊动自掺气条件下,由于空气在与水表面接触区域表现为连续相,在水体中则表现为离散相的气泡,于是水气相间阻力的计算必须考虑对流型进行转换,采用Symmetric和Simmer阻力模型得到的掺气浓度结果却与实际相差较远.因此,针对强紊动掺气水体的特点,对水气两相流欧拉模型中的阻力模型进行改进,分别讨论了表面阻力系数、气泡阻力系数、单一气泡直径和多气泡直径对掺气浓度分布的影响.通过与试验结果进行比较,结果表明:表面阻力系数越大,掺气量越多,反之,掺气量越少;气泡尺寸越小,越难从水体中溢出,导致水体掺气距离越远;气泡尺寸空间分布对准确模拟掺气浓度分布有显著影响;采用改进阻力模型的欧拉模型能较好的模拟掺气浓度分布和水流特性,对促进强紊动掺气水流的数值模拟研究具有重要意义.