三维湍流气粒两相流的k—ε—k_p模型

本文用气粒两相流双流体模型,气相湍流的k-ε模型及颗粒湍能k_p输运方程模型,即k-ε-k_p模型,对大速差射流燃烧室内三维回流湍流气粒两相流动进行了模拟,给出了各纵剖面内气相及颗粒时均轴向速度分布、气粒两相各自的湍流强度分布、颗粒轴向质量流分布及各横截面内气粒两相时均周向速度分布。预报结果与激光多普勒仪测量结果定性上类似,特别是正确地预示出实验中观测到的流场某些区域内颗粒湍流度大于气相湍流度的现象,又一次表明,全面计及颗粒湍能输运过程的模型比经典的局部追随的颗粒湍能代数模型更合理。

弯曲河床中底沙运动和河床变形的三维k-ε-kp两相湍流模型

建立了曲线坐标系下的三维k-ε-kp固液两相双流体湍流模型,模拟了弯曲河道内的底沙运动和河床变形.计算了实验室120°弯道内水沙两相流的时均流速、泥沙运动以及床面变形,数值结果较好地再现了实验规律.同时,比较了单流体模型和k-ε-kp模型的数值结果.k-ε-kp模型能够求解悬沙的三维速度场,并采用零梯度边界条件获得底沙的运动信息.计算结果表明在弯道内泥沙运动轨迹的变化比水流运动轨迹的变化平缓,泥沙轨迹从弯道入口开始逐步偏离水体轨迹,其偏离程度随泥沙粒径增大而增大.通过采用底沙的运动强度和方向来求解推移质运动方程以及床面变形,k-ε-kp模型能够比单流体模型更好地模拟弯道内的床面演变。

水平方管内固液两相流运动特性数值模拟

将周力行建立的k-ε-kp两相湍流模型引入固液两相流的研究中,对水平方管内挟沙水流固液两相的时均特性、脉动特性以及颗粒密度分布进行了数值模拟。将计算结果与k-ε-Ap模型、动理论计算结果以及物理模型试验观测结果进行了比较,发现k-ε-kp模型数值计算和物理模型试验观测结果的一致性较好;和k-ε-Ap模型相比,由于考虑了颗粒相的湍动特性在固液两相流中的作用,k-ε-kp两相湍流模型可以得到颗粒的脉动速度分布;和动理论相比,k-ε-kp模型无法准确地预测固相的垂向脉动速度,需要引入各向异性的两相流模型。