中性悬浮大颗粒对湍槽流影响的数值研究

采用虚拟区域方法对含有中性悬浮大颗粒的湍槽流进行双重直接数值模拟,研究当摩擦雷诺数为180、颗粒体积分数分别为0.79%和2.36%时颗粒对湍流场的影响.结果表明:颗粒的存在削弱了大尺度准流向涡结构,导致近壁处流向脉动速度强度的削弱,且诱导出较小尺度的涡结构,导致近壁处横向和展向脉动速度的增强.颗粒的存在对近壁区脉动速度概率密度分布的影响显著:降低了流向和横向脉动速度概率分布的倾斜度;减小了流向出现大速度脉动的概率,增加了横向和展向出现大速度脉动的概率.对于以方差归一化的脉动速度概率分布,颗粒的影响很小.

沉降大颗粒对湍槽流影响的数值研究

采用虚拟区域方法对沉降大颗粒和湍槽流的相互作用问题进行了双重直接数值模拟，结果表明：在Shields数较低时颗粒会在底层形成沉积层，起到了粗糙壁面的作用，较强地削弱了流向近壁处平均速度和脉动速度均方根值，且对展向和法向的脉动速度均方根值有较大影响；在Shileds数较高时，大尺度涡结构破碎后形成的小涡以及颗粒绕流形成的小涡会增强近壁处法向和展向的脉动速度均方根值。