两相湍流中颗粒矩拉格朗日方程可靠性的验证

基于两相湍流PDF理论,颗粒矩拉格朗日方程可以通过求解颗粒PDF输运方程获得,但不同的数学方法推导获得的颗粒PDF输运方程形式是不同的,哪一种颗粒PDF输运方程的形式更可靠呢?该文先介绍不同形式的颗粒PDF输运方程,然后给出了使用颗粒PDF输运方程获得的颗粒矩拉格朗日方程。另一方面,从颗粒朗之万方程出发,用简单平均的方法推导颗粒运动一阶矩与二阶矩拉格朗日方程组,将这两种不同方法得到的结果进行比较。结果表明,基于色噪声扩维法PDF理论得到的颗粒矩方程组更为可靠。     

湍流两相流动模式理论综述及展望

回顾和讨论了国内外两相湍流数值模拟的现状和发展趋势，介绍了两相湍流方程组封闭模式及主要成果。同时指出了目前在两相湍流数值模拟中存在的问题和有争议的处理方法。着重介绍拉格朗日模型、欧拉－拉格朗日模型及在单相湍流中受检验较多、应用较广的ｋ－ε模型，τ－ε模型在两相湍流中的应用状况。指出两相湍流模型的建立除了应遵循理性力学原则外，还必须密切结合工程实际的复杂流动现象，加强实验研究以便进一步提高对两相湍流机理认识和提出较为通用的两相湍流计算模型。     

固液两相流中D—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ－ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒同的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致。     

固液两相流中K—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ—ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒间的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致．     

湍流两相流动模式理论综述及展望

回顾和讨论了国内外两相湍流数值模拟的现状和发展趋势，介绍了两相湍流方程组封闭模式及主要成果，同时指出了目前在两相湍流数值模拟中存在的问题和有争议的处理方法。着重介绍拉格朗日模型、欧拉－拉格朗日模型在单相湍流中受检验较多、应用较广的ｋ－ε模型、     

旋风分离器内湍流模型的研究与发展

旋风分离器内部进行的是两相流运动,是气相和固体颗粒相的分离过程,而固体颗粒的运动在很大程度上取决于分离器内湍流的运动。对湍流及其模型的研究具有十分重要的意义。在综述旋风分离器内湍流模型和数值模拟相关理论研究进展的基础上,着重分析了k-ε双方程模型和雷诺应力模型在旋风分离器流场预测方面的进步和不足,并展望今后湍流模型的发展趋势。     

循环床炉内气固两相流动特性的数值模拟探讨

基于循环流化床锅炉炉内流动特性,结合颗粒动力学理论和气体分子运动理论,给出了适用于模拟循环流化床炉内气固两相流动的k-∈-θ-kp湍流模型,即气相湍流流动采用标准的k-∈模型,固相湍流采用kp模型。该模型的优点是引用了颗粒平均温度的同时不仅考虑了颗粒湍动能自身的对流、扩散、产生和因流体作用而产生的耗散,而且考虑了颗粒相自身相互碰撞对流动脉动特性的影响。在此基础上,用Fortran语言编写了循环流化床内二维湍流气固两相流动的计算程序,并针对一台循环流化床装置进行了数值模拟和实验数据的对比,得到了较为满意的结果。     

循环流化床提升管内稠密固液湍流的流体动力学模拟

为揭示循环流化床内稠密固液两相流动特性,对反应器内稠密固液湍流进行了流体动力学模拟.在考虑颗粒碰撞的欧拉-欧拉双流体模型的基础上,通过研究相间拖拽力模型和颗粒碰撞恢复系数的影响,建立了描述循环流化床内稠密固液湍流的流体动力学模型,并利用模型预测了反应器提升管中高浓度颗粒速度、体积分数分布和湍流特性.预测结果与实验结果符合很好,表明理论模型和求解方法有效.     

电厂输煤皮带落煤点趿尘装置的数值模拟与实践

对密闭罩内的湍流气．固两相流动进行了数值模拟。将气相作为连续介质，采用标准的k-ε双方程模型，并用SIMPLE算法对流场进行数值模拟；将固相作为离散相体系，采用离散相模型（DPM）的非偶合法追踪颗粒运动轨迹。通过对颗粒运动轨迹的分析，对该吸尘装置提出了改进措施，并进行了工业性试验，实际效果良好。     

不同相空间维数下的两相湍流PDF模型

该文使用统计物理学中概率流体理论来考察现有两相湍流PDF模型，发现各种PDF模型仅是概率流体相空间降维过程中的不同阶段的PDF输运方程。通过降维过程的演化，指出了推导两相湍流两阶矩模型时存在两种不同的封闭问题：降维封闭和高阶矩封闭，指出了降维封闭与流体颗粒运动方程无关，并描述了现有的封闭方法。     

含颗粒的幂律流体两相湍流研究

建立了含颗粒的幂律流体两相流动控制方程，首次对泵离心叶轮内含颗粒的幂律流体两相流动进行了计算研究，计算结果表明：从进口到出口，幂律流体的速度减小，压力随半径增大逐渐升高，且压力面上的压力大于吸力面上的压力；吸力面上的颗粒拟温度小于压力面上的颗粒拟温度，且靠近壁面处的大于叶道中的；最后比较了液固两相流与含颗粒的幂律流体的两相流的流动，流体相的紊动能有一定的差别，而且颗粒拟温度也有较大差别。     

Large Eddy Simulation of a dilute particle-laden turbulent flow over a backward-facing step

Dilute gas-particle turbulent flows over a backward-facing step are numerically simulated by Large Eddy Simulation (LES) for the continuous phase and Lagrangian particle trajectory method for the particle phase. Predicted results of mean velocities and fluctuating velocities of both phases agree well with the experimental data, and demonstrate that the main characteristics of the flow are accurately captured by the simulations. Characteristics of separation and reattachments as well as essential features of the coherent structure are obtained, in which the processes of vortex roll up, growth, pairing and breaking up are shown in details. Particle dispersions are then investigated through particles’ instantaneous distributions in coherent structure as well as the mean and fluctuating properties of particle number density (PND). The predicted mean PND agree well with experiment results. For small particles, the instantaneous distributions show much preferential concentration, while their mean PND shows more uniform distribution in downstream region. On the contrary, for large particles, their instantaneous distributions are much uniform (without clear preferential concentration) due to less effect of large eddy coherent, while their mean PND across the section is not uniform for more particles are distributed in the main flow region. The preferential concentration of particles by the large-scale eddies can lead to a high fluctuating PND. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 19972036, 50172067) and the Research Committee of The Hong Kong Polytechnic University (Grant No. A-DP99)     

The Motion Trace of Particles in Classifying Flow Field

According to the theory of the stochastic trajectory model of particle in the gas-solid two-phase flows, the two-phase turbulence model between the blades in the inner cavity of the FW-Ф150 hor/zonta/ turbo classifier was established, and the commonly-ased PHOENICS code was adopted to carried out the numerical simulation. It was achieved the flow characteristics under a certain condition as well as the motion trace of particles with different diameters entering from certain initial location and passing through the flow field between the blades under the correspondent condition. This research method quite directly demonstrates the motion of particles. An experiment was executed to prove the accurtwy of the results of numerical simulation.     

LES/FDF simulation of particle dispersion in a gas-particle two phase plane wake flow

A filtered density function (FDF) transport equation was derived for the fluid velocity seen by the particles in gas-particle two-phase flow. An LES/FDF simulation of a two-phase plane wake flow was carried out. The simulation results were compared with both the experimental photograph and the simulation results without using the FDF model, and proved that the LES/FDF model can clearly improve the spatial dispersion of the particle phase.     

光滑粒子动力学方法的固液二相流研究

为了精确、高效地模拟生物工程和化工生产领域中的固液两相流动、指导设备设计和改进生产工艺，在光滑粒子流体动力学方法（SPH）的基础上，提出了一种考虑固液双向耦合作用的固液二相流算法.其中，固液两相被离散为拉格朗日粒子，流体和固体力学的控制方程则转化为相应的粒子间作用力.模型由初始状态启动后，粒子在这些力的作用下运动演化.由粒子携带的信息，通过插值核函数可以求得流场和固体的运动参数.通过标准算例的模拟，验证了控制方程组和边界条件的正确性.使用该方法模拟二维球形固相在水中的运动，初步分析表明模拟结果是合理的，因而采用该方法模拟化工生产中的固液二相流问题也是可行的.     

自激式除尘脱硫装置流场的数值模拟

利用Fluent软件对SXJ-Ⅱ-L-6T型自激式除尘脱硫装置内的三维二相流场进行数值模拟,气相采用标准k-ε湍流模型,颗粒相采用离散相模型(DPM),选择SIMPLEC算法进行计算。分析了装置内气固二相的速度矢量、压力以及固相颗粒的运动轨迹等参数的分布。分析结果表明,气体流经双层交错式挡板时产生明显压降,同时,双层交错式挡板也延长了气体在塔装置内停留时间,从而实现高效净化气体的目的。     

激光干涉成像两相流粒径空间分布测量

为了实现两相流粒径空间分布的测量，研究了激光干涉成像测量技术．激光干涉成像测量技术利用片状脉冲激光束照射粒子场，用数码相机拍摄粒子的散射光干涉图像，并从粒子干涉图像中获取粒子空间位置和粒径分布信息．利用激光粒度仪验证激光干涉成像测量技术的粒径测量精度．实验证明，该技术有较高的测量精度．对水喷雾场的不同片状区域进行测量，从而获得两相流的空间粒径分布．结果显示，所测喷雾场平均粒径由中心区域向边缘区域逐渐变小，大粒子基本集中在中心区域，小粒子基本集中在边缘区域．该方法为研究两相流流场特性提供了一种有效的测量手段．     

湿式脱硫塔流场数值计算

对一种简易脱硫塔顺流、逆流及混流喷淋的流场进行三维数值模拟。喷淋液和烟气可以认为是湍流两相流，在计算中选择ｋ－ε模型及颗粒轨道模型为理论模型，用ＳＩＭＰＬＥ及ＰＳＩＣ算法进行编程计算。计算结果表明，喷嘴布置方向不同对流场有很大的影响，此结果对现场运行以及脱硫塔的设计有一定的指导作用。     

流态对粒子在矩形风管内沉降影响的模拟分析

采用雷诺应力模型（RSM）和随机轨道粒子模型模拟了粒径在10~200μm范围内的9组粒径的粒子在入口平均风速分别为2、4、6、8 m/s时,在截面尺寸为160mmx120 mm的光滑水平风管内各表面的沉积,重点分析了流态对粒子在矩形空调风管内沉降的影响.结果表明,流态对粒子在通风管道内沉积的影响较小.     

高浓度颗粒气固两相流动的二阶矩模型的数值模拟

采用动理学方法,用各向异性的M axwell颗粒速度分布函数,建立颗粒相Boltzm ann方程,分别取零次矩、一次矩和二次矩得到颗粒相连续方程、动量方程和二阶矩方程.模拟计算得到上升管内颗粒流场分布和脉动速度分布,与实验结果比较表明:各向异性颗粒动理学能够反映颗粒流动特性,从而能够更全面地认识高颗粒浓度气固两相流动过程.