三维射流中颗粒碰撞的直接数值模拟

摘要

为了进一步研究两相流动中颗粒的碰撞对其扩散特性的影响,对三维两相射流进行了直接数值模拟.其中对流场控制方程采用有限容积法和分步投影算法,对颗粒的跟踪采用拉格朗日方法,颗粒间的碰撞采用硬球模型模拟.初步考察了Stokes数为10的中等颗粒的扩散情况,结果发现在流场中颗粒局部浓度较高的区域碰撞频繁发生；由于射流初期大尺度涡结构的影响,颗粒的浓度分布最为不均,因此碰撞次数在这一时期随时间呈线性增加,达到最大值后逐渐回落趋于平缓.此外,考虑颗粒间相互碰撞作用以后,颗粒的分布更加均匀,颗粒沿横向和展向的扩散也都有所增加。