載粒兩相湍流廣泛存在于自然界和工業(yè)領(lǐng)域中,而邊界層內(nèi)固體顆粒的分布及運(yùn)動(dòng)特性直接對(duì)流體流動(dòng)阻力、壁面磨損、兩相分離效率等產(chǎn)生影響。又由于湍流本身的復(fù)雜性以及載粒兩相湍流邊界層中的流體和顆粒的多尺度非線性耦合作用,學(xué)者們對(duì)于載粒兩相湍流邊界層的系統(tǒng)性研究仍然非常少,國內(nèi)幾乎是一片空白。因此,開展對(duì)湍流邊界層中顆粒運(yùn)動(dòng)特性的研究,對(duì)于優(yōu)化工業(yè)設(shè)備,深入了解兩相湍流作用機(jī)理,具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。本文首先采用了拉格朗日方法對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和修正,結(jié)合隨機(jī)湍流模型對(duì)顆粒沉降的相關(guān)問題展開了數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果表明,修正后的顆粒運(yùn)動(dòng)方程對(duì)顆粒沉積的相關(guān)計(jì)算結(jié)果,在粒徑范圍1μm¹00μm,弛豫時(shí)間τ⁺<1000,密度比較大（氣液、氣固）的情況下是可靠的。通過計(jì)算得到,粒徑大小與水平運(yùn)輸距離成正比,粒徑與沉降速率成正比;較大顆粒（τ⁺約大于30）下對(duì)沉積速率的預(yù)測(cè)為具有緩慢下降的趨勢(shì),與隨慣性增加而顆粒均方根脈動(dòng)速度降低的規(guī)律相對(duì)應(yīng),并證明這種趨勢(shì)與顆粒跳躍或再夾帶無關(guān);觀察到顆粒攔截效應(yīng)（τ⁺

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 兩相湍流邊界層研究概述
        1.2.1 顆粒的擴(kuò)散和沉積
        1.2.2 擬序結(jié)構(gòu)及其對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的影響
        1.2.3 顆粒在邊界層區(qū)域跳躍
    1.3 顆粒動(dòng)力學(xué)方程及湍流模型假設(shè)
        1.3.1 顆粒運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程
        1.3.2 湍流模型假設(shè)
        1.3.3 湍流求解方法
    1.4 本文研究內(nèi)容和目的
第二章 顆粒運(yùn)動(dòng)和受力
    2.1 引言
    2.2 曳力
    2.3 升力
        2.3.1 Saffman升力
        2.3.2 Magnus升力
    2.4 Basset力
    2.5 其他作用力
    2.6 本章小結(jié)
第三章 理論研究方法
    3.1 引言
    3.2 顆粒運(yùn)輸方程修正和無量綱化
    3.3 湍流邊界層中流體運(yùn)動(dòng)模型
        3.3.1 平均速度
        3.3.2 脈動(dòng)速度
    3.4 湍流計(jì)算模型和時(shí)間尺度
第四章 湍流邊界層顆粒沉降的模擬
    4.1 模型求解方法簡(jiǎn)述
        4.1.1 求解過程及初始條件設(shè)置
        4.1.2 顆粒運(yùn)動(dòng)方程求解方法
    4.2 沉積模擬條件及結(jié)果討論
        4.2.1 顆粒沉降軌跡
        4.2.2 沉積速率圖像分析
    4.3 Saffman升力的影響
        4.3.1 與沉積速率的關(guān)系(++V?τ)
        4.3.2 與沉積速率關(guān)系(++?xV)
    4.4 顆粒/流體密度比的影響
    4.5 顆粒波動(dòng)速度
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水平槽道內(nèi)氣固兩相湍流中顆粒行為的PIV實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王漢封,栗晶,柳朝暉,鄭楚光.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2012(03)

碩士論文
[1]水平槽道冷態(tài)氣固兩相湍流邊界層中顆粒分布及顆粒尾流特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 薛志亮.浙江大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3192442