鼓泡床内气泡-液体两相湍流代数应力模型的数值模拟

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     

Rayleigh-Taylor不稳定性诱导湍流混合的数值模拟

将传统的k-ε模型应用到RTI引起混合的数值模拟中,模型中起驱动作用的速度梯度由压力和密度梯度取代,给出了合理描述RTI诱导湍流混合特征的湍流产生项的表达式.采用该模型对Youngs和Kucherenko等的常加速度和变加速度条件下的RTI实验进行了数值模拟.通过与实验结果的比较分析,验证了所采用的模型封闭、模型常数、...     

气泡-液体闭式射流的大涡与二阶矩模拟

The Large-eddy simulation (LES) with two-way coupling is used to study bubble-liquid two-phase confined multiple jets discharged into a 2D channel.The LES results reveal the large-eddy vortex structures of both liquid flow and bubble motion,the shear-generated and bubble-induced liquid turbulence,and indicate much stronger bubble fluctuation than that of the liquid,the enhancement of liquid turbulence by bubbles.Both shear and bubble-liquid interaction are important for the liquid turbulence generation in the case studied.     

用浮阻力模型研究Rayleigh-Taylor不稳定性诱发混合现象

采用浮阻力模型对不同加速度历史、不同密度比条件下Rayleigh-Taylor不稳定性诱发的物质渗透边界的演化过程进行了计算,揭示了该混合在常加速度和复杂变加速度情况下不同的发展规律,以及气泡和尖顶演化的不对称性随密度比的增大而增强的特性。通过与实验结果的比较分析,验证了该文中模型参数的选取、方程中现象学比例因子的添加和模型假设是合适的。这些结果为将浮阻力模型直接应用到相关的工程设计,取代现有的经验公式提供了理论依据,大大推动了与不稳定性诱发混合现象相关的工程领域的发展。     

鼓泡床内气液两相流动的二阶矩模型与代数应力模型的模拟比较

A full second-order moment(FSM) model and an algebraic stress (ASM) two-phase turbulence model are proposed and applied to predict turbulent bubble-liquid flows in a 2D rectangular bubble column.Predication gives the bubble and liquid velocities,bubble volume fraction,bubble and liquid Reynolds stresses and bubble-liquid velocity correlation.For predicted two-phase velocities and bubble volume fraction the is only silight difference between these two models,and the simulation results using both two models are in good agreement with the particle image velocimetry(PIV) measurements.Although the predicted two-phase Reynolds stresses using the FSM are in somewhat better agreement with the PIV measurements than those predicted using the ASM,the Reynolds stresses predicted using both two models are in general agreement with the experiments.Therefore,it is suggested to use the ASM two-phase turbulence model in engineering application for saving the computation time.     

螺旋进气道-气门-气缸内空气运动的3维数值模拟

对稳流试验中螺旋进气道－气门－气缸内３维流场进行了数值模拟,分析了气道形状、气门偏置对流场特征和涡流比的影响。计算表明：螺旋气道斜坡段产生的气流角动量是气流在气缸内形成旋流的主要原因。气流在螺旋进气道内产生的角动量与气缸内进气射流碰撞气门盘、气门座和气缸壁产生的角动量相结合,在气缸内形成复杂的旋流运动,而气流运动到气缸出口平面时,小旋涡与主旋流融合,形成了单一方向的旋流,因而气道涡流比随着气缸轴向距离的增大而增大。这些结果表明,采用流动数值模拟可以获得稳流试验中难以得到的内部流动信息,从而为气道设计提供更有力的依据。     

进气道稳流试验装置内三维流动特性的数值分析

对稳流实验中两种气门升程下螺旋进气道－气门－气缸内流场进行了三维数值模拟，分析了气道和气缸内的流动特性，比较了不同气门升程对气道和气缸内流动的影响。