三维槽道内气粒两相湍流的大涡模拟与统计

摘要

本论文以槽道流动这一简单的原型系统为对象，对槽道湍流和槽道气粒两相湍流开展了三维大涡模拟的初步研究。其中气相控制方程组采用二阶中心差分方法求解，气相亚网格尺度使用动态粘性亚网格模型封闭，动量-压力耦合采用分步投影算法，泊松方程采用基于FFT的快速求解，颗粒的拉氏控制方程采用二阶龙格-库塔积分，颗粒位置上的流体速度采用二阶拉格朗日插值由气相场得到。本文进而分别模拟计算了Ret=180的槽道湍流内的St为0.5, 5和36三种颗粒的扩散行为，结果表明：颗粒的流向平均速度和流向脉动速度在壁面附近均不为零，且颗粒St愈大，边界层内颗粒的流向平均速度和脉动速度愈大；颗粒的展向和切向脉动速度均小于流体的对应脉动，且颗粒惯性愈大，其脉动速度愈小；颗粒速度脉动和流体速度脉动一样是强烈各向异性的，且St数愈大，各向异性愈强；各种颗粒在壁面附近的浓度都明显高于其在槽道中心的浓度。本文最后还比较了槽道流动雷诺数对颗粒运动的影响，考虑Ret=180和Ret=395两种工况，结果表明随Ret提高，颗粒各方向上的速度脉动都有所增强，而局部聚集现象则受颗粒St数的影响，呈现出和前述不同类型颗粒类似的变化规律。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 气粒两相湍流大涡模拟的模型及算法

3 气粒两相槽道湍流的大涡模拟与统计

4 结论与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表论文