Fully Developed Turbulence of Power-Law Fluids in Circular Pipe Based on Large Eddy Simulation

幂律流体圆管湍流的大涡模拟

王淑彦^1,2, 李淼¹, 王树青³, 李好婷¹, 陈羽佳¹, 马一玫¹, 孙启冀¹

（1.东北石油大学 石油工程学院, 黑龙江 大庆 163318;

2.提高采收率教育部重点实验室（东北石油大学）, 黑龙江 大庆 163318;

3.中国石油大庆油田股份有限公司第四采油厂, 黑龙江 大庆 163511）

摘 要：本文采用动态亚格子模型,对幂律流体在圆管内的充分发展湍流流动进行了大涡模拟（LES）,得到了不同幂律指数下的湍流流动信息。文中分析了平均轴向速度、脉动速度均方根和雷诺应力等随着幂律指数增加的变化趋势,得出随着幂律指数的增加对数区的平均轴向速度减小,脉动速度均方根和雷诺应力的值增大,模拟结果表明剪切稀化流体比剪切稠化流体的非牛顿特征更明显。同时对湍流流动的高阶统计量（偏斜因子和平坦因子）进行了分析,结果表明随着幂律指数的减小,轴向脉动的偏斜因子和平坦因子在近壁面区增大,随着幂律指数的减小轴向脉动的间歇性和非对称性更强。不同幂律指数下的湍流流动变化明显,进一步说明了幂律指数对幂律流体的湍流流动有重要影响。模拟结果与直接数值模拟结果吻合较好,证实了大涡模拟可以用来预测较大雷诺数情况下幂律流体流动的湍流特性。

关键词：大涡模拟;幂律流体;充分发展湍流

     

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