均匀各向同性湍流中颗粒所见被动标量的数值研究

对均匀各向同性湍流中惯性颗粒所见被动标量的统计特性进行了数值模拟研究,探讨了颗粒惯性的差异对统计结果的影响.结果表明,颗粒所见流体标量的自相关特性随颗粒惯性的增加而单调减少;颗粒所见流体标量脉动和耗散率随颗粒惯性的变化呈现出复杂的变化行为,在St=1.0附近分别达到最小和最大值,其原因是St=1.0的临界颗粒聚集于低涡量、高应变区域和标量场在高应变区域形成强耗散的片状结构所致.

惯性颗粒所见被动标量统计特性的直接数值模拟研究

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:与颗粒所见流体速度的自相关特性不同,颗粒所见标量的自相关特性随颗粒惯性的增加而单调减少;颗粒所见标量脉动能随颗粒惯性的增加先减少再增大,在St≈1.0的临界颗粒附近达到最小值,而颗粒所见标量耗散率随颗粒惯性的变化行为与颗粒所见标量脉动能的变化行为相反;数值模拟的结果进一步揭示,在St≈1.0时颗粒所见流体标量脉动能和耗散率的极值是因为St≈1.0的临界颗粒聚集于低涡量、高应变区域和标量场在高应变区域形成强耗散的片状结构所致。

惯性颗粒所见被动标量统计特性的DNS与模型研究

本文采用DNS方法,对惯性颗粒所见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。结果表明: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,系统地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,并利用前面的DNS结果对相关标量模型进行了检验,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采用流场的耗散时间和Kolmogorov常数作为输入参数更接近DNS的结果。