用视密度加权平均二阶矩模型模拟旋流两相流动

本文用视密度加权平均代替时平均，建立了视密度加权平均的统一二阶矩两相湍流模型方程组（ＭＵＳＭ），其中用体积分数代替了数密度，用颗粒驰豫时间作为封闭两相脉动速度关联方程耗散项的时间尺度，并引入了颗粒视在的气体速度脉动的输运方程。用ＭＵＳＭ模型模拟了旋流数为０．４７的气粒两相流动。并和实验结果及时间平均的ＵＳＭ模型的模拟结果进行了对照，两种模型均能较好地预报的两相的轴向和切向速度，轴向和切向脉动速度。此外，ＭＵＳＭ模型可以减少所用方程数，节省计算量。因此视密度加权平均的统一二阶矩两相湍流模型是一种对时间平均的统一二阶矩模型的改进，今后可以进一步扩大应用。

视密度加权的时平均统一二阶矩两相湍流模型

在气粒两相湍流的双流体模型中，颗粒相的视（表观）密度是有脉动的，在时平均的统一 工阶矩（ＵＳＭ）模型中出现了和颗粒数密度或视密度脉动有关的项和方程；使模型方程比较复 杂．实际上，用ＬＤＶ或ＰＤＰＡ测量的流体（用小颗粒代表）和颗粒速度都是颗粒数加权平均 的结果．因此，在视密度加权平均基础上推导两相湍流模型更为合理．通过推导和封闭了视密 度加权平均的统一二阶矩模型（ＭＵＳＭ）方程组，改进了两相速度脉动关联的封闭，并引入了 颗粒遇到的气体脉动速度及其输运方程．ＭＵＳＭ模型可以减少所用方程数，节省计算量．视 密度加权平均的统一二阶矩两相湍流模型是一种对原有时间平均的统一二阶矩模型的改进和 发展．