本文關鍵詞：湍流與顆粒相互作用的直接數(shù)值模擬研究

  更多相關文章： 全尺度顆粒 各向同性湍流 湍流邊界層 直接數(shù)值模擬 氣固兩相流

【摘要】：氣固兩相流動問題廣泛地存在于航空航天、船舶艦艇、能源、動力、化工等領域。由于顆粒相與流動相之間在時間、空間尺度上的跨度以及各自復雜的運動特性,對氣固兩相流進行研究的重要性顯然是一個廣泛的共識。先前學界在對氣固兩相流動問題進行研究時大多采用點源模型方法,顆粒在流場中只是被當作一個質(zhì)點。由于其無法考慮顆粒體積效應以及顆粒表面與流體間相互影響,得到的結果并不能完全解釋顆粒與氣體湍流間的某些現(xiàn)象。本文采用了顆粒全尺度方法,對考慮體積的顆粒在湍流中的運動進行了研究。首先通過改良一個各向同性湍流場將其拓展成為無周期性區(qū)域,在較小的計算代價下模擬了單個顆粒在無限長湍流中運動的情況,將結果與其他方法獲得的結果進行了詳細的對比后,驗證了當前全尺度方法在湍流狀態(tài)下的準確性。為了研究顆粒間相對位置對各自的影響,模擬了兩個前后放置的不同間距的顆粒在不同湍流強度以及顆粒雷諾數(shù)條件下的湍流環(huán)境中的運動情況,研究了顆粒與湍流間的調(diào)制以及不同顆粒間距下顆粒間的受力情況。隨后本文研究了全尺度顆粒在壁面湍流中的運動,開發(fā)了一個適用于內(nèi)嵌邊界方法的軟球碰撞模型,規(guī)避了常用的存在誤差的反沖碰撞模型,通過湍流邊界層入口數(shù)據(jù)庫建立了完全發(fā)展的單相湍流邊界層并用于兩相湍流邊界層模擬的初始條件。為了了解解析體積的顆粒相的引入對湍流邊界層造成何種影響以及相比采用點源模型得到的兩相湍流邊界層結果有何不同,對單相湍流邊界層和兩相湍流邊界層的結果進行了對比,討論了顆粒對湍流邊界層的發(fā)展產(chǎn)生了怎樣的影響以及顆粒在湍流邊界層中的運動、分布規(guī)律。這也是學界首次進行的全尺度顆粒在兩相湍流邊界層中的模擬研究,得到的結果具有非常重要的價值。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O357.5;O359

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5 吳國釧;湍流邊界層分離的預計[J];力學學報;1979年03期

6 俎鐵林;猝發(fā)與湍流邊界層速度分布[J];氣象;1984年03期

7 陳允文;跨音速湍流邊界層的計算方法[J];工程熱物理學報;1984年04期

8 許汝林;海-氣交界面的湍流邊界層[J];廈門大學學報(自然科學版);1984年04期

9 吳國釧,賴杰;軸對稱湍流邊界層接近分離時的特性[J];力學學報;1985年01期

10 溫功碧,何筱毅,蔣俊,何青,吳望一;計算三維湍流邊界層的積分反方法[J];空氣動力學學報;1990年03期

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1 郝剛立;姜楠;;周期性壁面吹吸擾動在湍流邊界層內(nèi)的演化[A];現(xiàn)代數(shù)學和力學(MMM-XI)：第十一屆全國現(xiàn)代數(shù)學和力學學術會議論文集[C];2009年

2 王昕;姜楠;舒瑋;;周期性人工擾動在湍流邊界層沿法向的衰減[A];自然、工業(yè)與流動——第六屆全國流體力學學術會議論文集[C];2001年

3 楊紹瓊;田海平;李一凡;姜楠;;基于猝發(fā)事件的湍流邊界層相干結構檢測[A];第十三屆全國實驗力學學術會議論文摘要集[C];2012年

4 姜楠;;湍流邊界層多尺度相干結構實驗研究的最新進展[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

5 趙萌;毛軍;;高速列車湍流邊界層特性分析[A];北京力學會第十六屆學術年會論文集[C];2010年

6 姜楠;;湍流邊界層相干結構研究五十年[A];第八屆全國實驗流體力學學術會議論文集[C];2010年

7 陳逖;孫明波;劉衛(wèi)東;;可壓縮湍流邊界層大渦模擬計算初始化方法研究[A];第四屆高超聲速科技學術會議會議日程及摘要集[C];2011年

8 姜楠;楊紹瓊;唐湛棋;管新蕾;;湍流邊界層相干結構空間反對稱形態(tài)[A];第十三屆全國實驗力學學術會議論文摘要集[C];2012年

9 謝華;姚惠之;王小慶;;湍流邊界層脈動速度及脈動壓力相關聯(lián)的子波分析[A];第九屆全國水動力學學術會議暨第二十二屆全國水動力學研討會論文集[C];2009年

10 畢志獻;張占峰;;圓錐高超聲速湍流邊界層非對稱轉(zhuǎn)捩試驗研究[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

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2 楊紹瓊;壁湍流相干結構及其溝槽被動控制的PIV實驗研究[D];天津大學;2015年

3 吳凡;湍流與顆粒相互作用的直接數(shù)值模擬研究[D];浙江大學;2016年

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5 汪利;可壓縮湍流邊界層統(tǒng)計特性的直接數(shù)值模擬研究[D];中國科學技術大學;2011年

6 常躍峰;湍流邊界層溝槽壁面減阻機理的實驗研究[D];天津大學;2009年

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8 楊宇;湍流邊界層多尺度結構間歇性檢測和控制的實驗研究[D];天津大學;2004年

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本文編號：1280333