二维混合层强化混合的数值研究

摘要

该文采用高精度的紧致有限差分格式,通过数值模拟的方法,系统地研究了二维自由混合层和两平板间二维混合层(二维受限混合层)入口处引入适当的周期性扰动对提高混合层混合效率的作用.研究结果表明,在混合层的入口处加入一定频率的振动,流场中将产生大尺度的涡结构,从而改变流场的性质.平板与流场中的大尺度涡相互作用,涡受到挤压产生变形,并伴有撕裂现象,这大大提高了流体的混合效率.最优的振动频率与流动装置的几何尺寸有关.数值模拟的结果定性地解决了Wang & Fiedler(1997)的实验现象,证实了混合层入口加入适当的周期性振动可以大大提高混合层的混合效率.