上海大学学报(自然科学版)
上海大學學報(自然科學版)
상해대학학보(자연과학판)
JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY
2009年
6期
600-606,627
,共8页
细颗粒物%分层湍流%大涡模拟%拉格朗日追踪法
細顆粒物%分層湍流%大渦模擬%拉格朗日追蹤法
세과립물%분층단류%대와모의%랍격랑일추종법
particles%stratified turbulence%large eddy simulation(LES)%Lagrangian tracking approach
采用基于动力学亚格子模型和热通量模型的大涡模拟方法,结合Lagrange粒子追踪技术,数值研究了存在热浮力作用的剪切湍流中细颗粒群的输运特性.一方面探讨在槽道剪切湍流中不同热分层效应与粒子输运的动态关联性,以及不同Stokes数的细颗粒在同一分层湍流环境下的浓度分布;另一方面探讨动量和热量耦合作用下影响粒子迁移、扩散和沉积的不同因素.此外,基于一些典型计算结果,探讨了稳定和不稳定分层对颗粒运动各向异性程度的影响,研究了不同颗粒的平均速度、脉动强度的统计特征量以及与湍流流场之间的相关性,并对颗粒在槽道不同区域的体积浓度分布和局部积聚现象进行了分析.
採用基于動力學亞格子模型和熱通量模型的大渦模擬方法,結閤Lagrange粒子追蹤技術,數值研究瞭存在熱浮力作用的剪切湍流中細顆粒群的輸運特性.一方麵探討在槽道剪切湍流中不同熱分層效應與粒子輸運的動態關聯性,以及不同Stokes數的細顆粒在同一分層湍流環境下的濃度分佈;另一方麵探討動量和熱量耦閤作用下影響粒子遷移、擴散和沉積的不同因素.此外,基于一些典型計算結果,探討瞭穩定和不穩定分層對顆粒運動各嚮異性程度的影響,研究瞭不同顆粒的平均速度、脈動彊度的統計特徵量以及與湍流流場之間的相關性,併對顆粒在槽道不同區域的體積濃度分佈和跼部積聚現象進行瞭分析.
채용기우동역학아격자모형화열통량모형적대와모의방법,결합Lagrange입자추종기술,수치연구료존재열부력작용적전절단류중세과립군적수운특성.일방면탐토재조도전절단류중불동열분층효응여입자수운적동태관련성,이급불동Stokes수적세과립재동일분층단류배경하적농도분포;령일방면탐토동량화열량우합작용하영향입자천이、확산화침적적불동인소.차외,기우일사전형계산결과,탐토료은정화불은정분층대과립운동각향이성정도적영향,연구료불동과립적평균속도、맥동강도적통계특정량이급여단류류장지간적상관성,병대과립재조도불동구역적체적농도분포화국부적취현상진행료분석.
The behavior of dilute dispersion of particles in a stratified channel flow is investigated with large eddy simulation.The three-dimensional Navier-Stokes and energy equations under the Boussinesq approximation are numerically solved using a fractional-step method based on high-order accurate temporal schemes.The Lagrangian tracking approach is used to describe the dynamics of particles.The objectives of this study are to deal with the effect of the thermal buoyancy on the behavior of particles in the thermally stratified turbulent channel flow and examine particle concentrations under the stratified turbulent environment.In the present study,some typical cases are computed.To depict the effect of the thermal stratification on the particles transport,the mean value and fluctuation of resolved velocities of pafiicles,as well as some typical instantaneous velocity fluctuation patterns are analyzed.Numerical results provide the characteristics of particle concentrations under different Stokes numbers.