CAJ | 학술논문

现有的气泡-液体两相流动的数值模拟中,或者不考虑湍流,或者仅仅考虑液体湍流,但是直接模拟和PIV测量结果都表明气泡由于尾迹的作用有强烈的湍流脉动.本文首次推导和封闭了同时模拟气泡湍流脉动和液体湍流脉动的二阶矩输运方程两相湍流模型,并在此基础上建立了代数应力气泡-液体两相湍流模型.用代数应力模型模拟了二维矩形断面鼓泡床内气泡-液体两相流动.预报结果给出了气泡和液体两相速度场、两相Reynolds应力及湍动能分布和气泡体积分数分布.模拟结果与PIV测量结果符合很好,表明了模型的合理性.研究结果表明,原先静止的液体在气泡因浮力而产生的上升运动的作用下产生回流流动,而气泡则只有上升运动.气泡速度始终大于液体速度. 在床内气泡湍流脉动确实始终很强烈.液体则由于气泡的作用以及自身速度梯度产生的双重作用而发生湍流脉动.气泡的脉动显著地大于液体的脉动.两相湍流脉动都是各向异性的,而且气泡湍流脉动的各向异性比液体的更强烈.
현유적기포-액체량상류동적수치모의중,혹자불고필단류,혹자부부고필액체단류,단시직접모의화PIV측량결과도표명기포유우미적적작용유강렬적단류맥동.본문수차추도화봉폐료동시모의기포단류맥동화액체단류맥동적이계구수운방정량상단류모형,병재차기출상건립료대수응력기포-액체량상단류모형.용대수응력모형모의료이유구형단면고포상내기포-액체량상류동.예보결과급출료기포화액체량상속도장、량상Reynolds응력급단동능분포화기포체적분수분포.모의결과여PIV측량결과부합흔호,표명료모형적합이성.연구결과표명,원선정지적액체재기포인부력이산생적상승운동적작용하산생회류류동,이기포칙지유상승운동.기포속도시종대우액체속도. 재상내기포단류맥동학실시종흔강렬.액체칙유우기포적작용이급자신속도제도산생적쌍중작용이발생단류맥동.기포적맥동현저지대우액체적맥동.량상단류맥동도시각향이성적,이차기포단류맥동적각향이성비액체적경강렬.