收藏本站
《华中科技大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三维槽道内气粒两相湍流的大涡模拟与统计

翁磊  
【摘要】:对于各种壁面约束流动,近壁区域流动的拟序结构与颗粒间的相互作用是两相湍流机理研究中极其重要的课题,对于构造先进的颗粒相壁面边界条件模型和深入理解湍流变动机制都极具意义。 本论文以槽道流动这一简单的原型系统为对象,对槽道湍流和槽道气粒两相湍流开展了三维大涡模拟(LES)的初步研究。其中气相控制方程组采用二阶中心差分方法求解,气相亚网格尺度(SGS)使用动态粘性亚网格模型封闭,动量-压力耦合采用分步投影算法,泊松方程采用基于FFT的快速求解,颗粒的拉氏控制方程采用二阶龙格-库塔积分,颗粒位置上的流体速度采用二阶拉格朗日插值由气相场得到。采用该程序,首先模拟计算了三维槽道内雷诺数为180的纯气相流动,统计得到的流体的平均速度、脉动速度等结果与文献中的DNS结果定量一致,并成功模拟得到了近壁区的猝发现象和核心区的条带结构。本文进而分别模拟计算了Re(=180的槽道湍流内的St为0.5, 5和36三种颗粒的扩散行为,结果表明:颗粒的流向平均速度和流向脉动速度在壁面附近均不为零,且颗粒St愈大,边界层内颗粒的流向平均速度和脉动速度愈大;颗粒的展向和切向脉动速度均小于流体的对应脉动,且颗粒惯性愈大,其脉动速度愈小;颗粒速度脉动和流体速度脉动一样是强烈各向异性的,且St数愈大,各向异性愈强;各种颗粒在壁面附近的浓度都明显高于其在槽道中心的浓度,其中又尤以中等St的颗粒的浓度分布最不均匀。本文最后还比较了槽道流动雷诺数对颗粒运动的影响,考虑Re(=180和Re(=395两种工况,结果表明随Re(提高,颗粒各方向上的速度脉动都有所增强,而局部聚集现象则受颗粒St数的影响,呈现出和前述不同类型颗粒类似的变化规律。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB126

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 向屏,郭印诚;二维槽道湍流拟序结构的大涡模拟[J];工程热物理学报;2002年05期
2 苏铭德,吴庆生;平直槽道内湍流运动的大涡模拟[J];空气动力学学报;1990年03期
3 李栎,许春晓,张兆顺;利用子波分析对平壁湍流猝发现象的研究[J];力学学报;2001年02期
4 马兵,张兆顺;直槽流动失稳过程数值模拟的可视化[J];水动力学研究与进展(A辑);1994年06期
5 邓岗,许春晓;弯槽湍流的直接数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Orthogonal wavelet analysis of counter gradient transport phenomena in turbulent asymmetric channel flow[J];Acta Mechanica Sinica;2005年02期
2 周振刚,刘鸿志,王洪铭;用电子显微镜测量微小雾滴尺寸[J];北京航空航天大学学报;1994年04期
3 刘应书,廖冬生,杨天钧,苍大强,丁玉龙;高炉氧煤枪煤粉浓度场的研究[J];北京科技大学学报;1993年05期
4 崔昌盛;高波;余猛;;某型电池流道流阻计算的数学模型[J];船电技术;2009年09期
5 张志正,陈落金;循环流化床锅炉设计和运行尚待进一步研究的问题[J];长春工程学院学报(自然科学版);2002年01期
6 沈锦林,朱建飞,颜晖,林建军;燃油浮法玻璃熔窑火焰空间富氧燃烧的三维数值模拟[J];材料科学与工程;2000年02期
7 沈锦林,倪志杰,龙志远,颜晖;燃油浮法玻璃熔窑火焰空间的图像模拟[J];材料科学与工程;2000年04期
8 钱骏,任勇,杨有仪;亭子口库区水温变化对水生态环境的影响[J];重庆环境科学;1997年01期
9 张丕付,苏汉元;可视化气动网格生成系统的开发[J];长沙交通学院学报;1998年03期
10 漆凯,史永征,郭全;旋流燃烧器脱火极限的试验研究[J];城市燃气;2002年12期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 张海鹏;李永维;;1025t/h锅炉燃烧切圆反转原因探析及解决办法[A];山东省石油学会油田电力、通信及自动化技术研讨会优秀工程技术论文集[C];2009年
2 秦一;陆家丰;李昂;孙仁;;黑色素瘤在附着血管壁面的白细胞上的水动力附着特性[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集(上册)[C];2013年
3 柴大克;茶晓燕;范文涛;李兴旺;;数值模拟计算方法在固体火箭发动机中的应用[A];第十六届中国科协年会——分9含能材料及绿色民爆产业发展论坛论文集[C];2014年
4 李昂;孙仁;;肿瘤细胞与血管壁上白细胞的水动力作用[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——B水动力学基础[C];2014年
5 柴大克;茶晓燕;范文涛;李兴旺;;数值模拟计算方法在固体火箭发动机中的应用[A];第十六届中国科协年会第九分会场含能材料及绿色民爆产业发展论坛论文集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪洋;微尺度环境下预混火焰稳燃方法的研究[D];浙江大学;2010年
2 倪建军;气流床气化炉及其辐射废锅内的多相流动、传热与熔渣行为研究[D];华东理工大学;2011年
3 崔洁;分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究[D];华东理工大学;2011年
4 程磊;受限空间煤尘爆炸冲击波传播衰减规律研究[D];河南理工大学;2011年
5 黄益宾;聚合物气体辅助共挤成型的理论和实验研究[D];南昌大学;2011年
6 刘伟;自然风速场下微生物气溶胶的室内外扩散与风险研究[D];天津大学;2010年
7 叶飞;非稳态漩涡运动及其产生机理[D];天津大学;2010年
8 管晓艳;水平浓淡煤粉燃烧器内气固流动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 王玉琴;焦炉气自热转化炉内流动和反应过程研究[D];华东理工大学;2011年
10 蒋德军;脱油沥青气化过程及其在IGCC系统中的应用研究[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘肖丹;船首分水式推进器的设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吕景伟;变截面管道内流噪声预报与实验测量研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姜建勋;金属化合物催化煤燃烧规律的实验研究[D];长沙理工大学;2010年
4 陶化龙;四角切圆炉单层燃烧器出口流场特征参数提取方法的研究[D];长沙理工大学;2010年
5 毕武林;煤粉火焰稳定性与熄火综合评判模型的研究[D];长沙理工大学;2010年
6 齐国瑞;斜板溶气气浮处理油田废水的试验研究[D];河北工程大学;2010年
7 刘旺;感潮河网调水特性的数值模拟及数据挖掘研究[D];浙江大学;2011年
8 武亚娇;轿车发动机冷却水套稳态流动传热仿真研究[D];浙江大学;2010年
9 周丛丛;旋流燃烧器中气固两相流实验及数值模拟的研究[D];浙江大学;2010年
10 郑贤臣;粉煤锅炉富氧助燃数值模拟[D];昆明理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 许春晓,F.T.M.Nieuwstadt,张兆顺;Mechanism for strong normal velocity fluctuations in viscous sublayer[J];Science in China,Ser.A;1996年05期
2 姜楠,王振东,舒玮;子波分析辨识壁湍流猝发事件的能量最大准则[J];力学学报;1997年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 游振江,林建忠,王叶龙;槽道纤维悬浮流稳定性的实验研究[J];实验力学;2004年03期
2 汪健生;李康宁;;水平槽道内几种周期性结构的传热与流动研究[J];机械工程学报;2011年18期
3 黄国瑞;发散冷却叶片槽道内流动和传热的理论分析与试验[J];工程热物理学报;1983年04期
4 刘学宗,梁珍璇;计算非对称突然膨胀槽道流动的加速多重扫描耦合推进方法[J];空气动力学学报;1988年03期
5 柳朝晖,翁磊,贺铸,郑楚光;三维槽道两相湍流的大涡模拟[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年11期
6 刘东;刘明侯;王亚青;徐侃;;大高宽比小槽道冷却大功率激光器的实验研究[J];中国激光;2010年03期
7 刘东;蒋斌;刘明侯;;进出口方式对槽道流体分配和换热的影响[J];中国激光;2012年10期
8 周帼彦;涂善东;;粘弹性条件下槽道板结构的准静态弯曲变形[J];华东理工大学学报(自然科学版);2007年02期
9 汪健生;徐勇;;三维槽道的周期性层流流动与传热[J];化工学报;2013年05期
10 周继军,申盛,徐进良,陈勇;微槽道内单相流动阻力与传热特性[J];化工学报;2005年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 樊菁;谢冲;蒋建政;;微槽道气体流动测量数据的评估[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
2 李雨润;王悦;王璐;蔡伟华;李凤臣;;壁面法向旋转对黏弹性流体槽道湍流特性影响研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
3 曾丹丹;张俊;樊菁;;三维槽道流动的分子统计模拟[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
4 郭双喜;李万平;;三维槽道流模拟的一种混合谱模拟方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 裴杰;时晓天;陈军;佘振苏;;结构系综统计动力学在可压槽道流中的应用[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 卢思;姚朝晖;郝鹏飞;傅承诵;;具有微纳结构超疏水表面的槽道减阻特性研究[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
7 陈军;裴杰;Fazle Hussain;佘振苏;;可压缩槽道湍流对流速度研究[A];第七届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2012年
8 胡军;;磁场作用下金属导电流体槽道流的整体线性稳定性数值方法研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
9 耿晨晖;晋国栋;何国威;;粗糙单元对槽道湍流统计特性的影响[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
10 陈林烽;董宇红;;热分层槽道湍流中细颗粒输运特性的研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 王子约;“山寨”哈芬槽道如何铺上中国高铁[N];第一财经日报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 库晓珂;槽道和圆管中柱状粒子两相流的研究[D];浙江大学;2009年
2 杨子轩;旋转槽道湍流流动及热特性和大涡模拟模式研究[D];清华大学;2012年
3 栗晶;水平槽道气固两相湍流变动的PIV实验研究和直接数值模拟[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶兴联;窄槽道内绕圆柱纤维悬浮流场的数值模拟[D];浙江大学;2010年
2 周吉;液体通流微小槽道内逸出气泡动力学行为的数值模拟[D];重庆大学;2011年
3 聂涛;地面模拟试验燃烧室复杂槽道式水冷壁面耦合传热分析[D];国防科学技术大学;2009年
4 何森棋;竖直槽道内气粒两相湍流的模型与模拟[D];华中科技大学;2007年
5 杨建胜;煤灰颗粒对管束和槽道壁面磨损的直接数值模拟研究[D];浙江大学;2010年
6 翁磊;三维槽道内气粒两相湍流的大涡模拟与统计[D];华中科技大学;2004年
7 李智明;电气化铁路接触网隧道内预埋槽道论和试验研究[D];华中科技大学;2013年
8 孔玮;平均流展向周期变化的槽道流的流动不稳定性研究[D];天津大学;2010年
9 杨果成;具有拐弯的槽道颗粒流和双通道颗粒汇流的实验与模拟研究[D];中国科学技术大学;2013年
10 陈丽敬;二维平面槽道内涡旋波流场的数值模拟[D];大连理工大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026