非等温湍流中惯性颗粒所见被动标量统计特性的DNS与动力学模型研究

摘要

本文采用直接数值模拟方法,对惯性颗粒所见均匀各向同性湍流中具有平均标量梯度的被动标量场统计特性进行了研究.模拟结果表明:在考虑颗粒从流体的温度场中吸收热量的条件下,颗粒惯性对颗粒温度脉动强度,两相温度关联,自相关特性以及颗粒热流与两相交叉热流的统计特性具有明显的影响.在PDF方法的框架下,系统的推导了非等温气固两相流的PDF方程,且基于朗之万随机体系对方程进行了封闭,并进一步利用前面的DNS结果对相关标量模型进行了检验,其结果表明,在颗粒所见流体温度的模型中,采用颗粒所见流体温度的拉氏时间积分尺度作为模型输入参数较Simonin和Couzinet等采用流场的耗散时间和Kolmogorov常数作为输入参数,前者的计算值更接近DNS的结果.