平面湍流射流拟序结构与颗粒的双向耦合作用

摘要

运用大涡模拟方法研究了气粒两相平面湍流射流中拟序结构与颗粒间的双向耦合作用.在考虑颗粒相的反作用后,气相运动采用Smagorinsky提出的亚网格尺度模型模拟,颗粒相运动采用Lagrangian方法跟踪.在不同的质量携带率条件下,对Stokes数等于2.5的颗粒,考察了颗粒相对气相流场拟序结构的反作用以及颗粒自身的运动扩散特性,发现了颗粒对流场的反作用存在两面性:低质量携带率的颗粒在流场发展的初期阶段延迟了湍流拟序结构的发展;对于质量携带率较高的情况,在流场发展到一定阶段后则促进了湍流拟序结构的发展,颗粒的扩散反过来也得到了相应的加强,形成了气粒两相间的"共振".此外,颗粒对流场的反作用随着颗粒质量携带率的增加而增大.