基于PDF方法的气固两相湍流相间作用研究及数值模拟

发布时间：2024-04-27 23:55

　　气固两相流中颗粒扩散与湍流变动问题一直是气固两相流领域的难点和热点问题,在湍流中嵌入弥散颗粒使原本已经极具挑战的湍流问题变得更加困难。目前颗粒扩散模型仍存在一些问题,比如常规的离散随机游走模型无法反映湍流对颗粒扩散的连续作用,而广义的Langevin模型又往往形式过于复杂难以实施。另一方面,颗粒引起的湍流变动问题还处在探索阶段,至今仍没有广泛认可的湍流变动模型。概率密度函数(Probability Density Function,PDF)方法在两相流研究中具有独特优势,它广泛应用于湍流燃烧、两相湍流、湍流反应流等领域,但是该方法在气固两相流相间作用方面的研究尚不充分,本文基于PDF方法研究两相湍流相间作用问题,主要研究内容和成果如下:(1)设计并搭建了后台阶气固两相流PIV试验台,采用PIV研究了后台阶两相流场台阶后方复杂涡旋区域的颗粒扩散情况,给出回流区附近气固两相流场的速度分布,实验发现颗粒速度分布与流体速度分布趋势整体上一致,局部有所不同,台阶上方的主流区颗粒速度分布比流体速度分布更加平坦,颗粒速度呈“礼帽型”分布,流体速度呈“草帽型”分布。(2)基于统一色噪声近似法建立了新的...

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图3.1PN系统简易示意图

像采集装置：??，随着高速、商分辨率的ＣＣＤ相机性价比的不断提高，加上图展，ＣＣＤ相机逐渐取代传统的胶片相机，在Ｐ１Ｖ实验屮Ａ?Ｋ导国ＴＳ丨公司提供的６３００５９?ＰＯＷＥＲＶ１ＥＷ型４Ｍ跨帧高速ＣＣＤ相段：??是后台阶气固两相流流场结构示意阁，ｈ耍山测驗段、给粉系统、统等部分组....

图3.2PN试验系统主要部件实物图

像采集装置：??，随着高速、商分辨率的ＣＣＤ相机性价比的不断提高，加上图展，ＣＣＤ相机逐渐取代传统的胶片相机，在Ｐ１Ｖ实验屮Ａ?Ｋ导国ＴＳ丨公司提供的６３００５９?ＰＯＷＥＲＶ１ＥＷ型４Ｍ跨帧高速ＣＣＤ相段：??是后台阶气固两相流流场结构示意阁，ｈ耍山测驗段、给粉系统、统等部分组....

图３．３后台阶气固两相流ＰＩＶ试验台结构示意图??

图３．３后台阶气固两相流ＰＩＶ试验台结构示意图??（ａ）实验段：??试验段为水平放置的后台阶通道（如图３．４所示），整个管道用透明亚克力板制??作而成，两端喇叭口采用３Ｄ打印技术制作，材质为环境友好材料聚乳酸（ＰＬＡ）。台??阶高度Ｈ＝２０ｍｍ，台阶长度为２００ｍｍ，台阶后方管道....

图3.4后台阶气固两相流流场3维示意图

?示踪粒子，大粒径的（大于５０ｕｍ）玻璃珠被当作中颗粒相。??丨七３＾—?…??１．示踪烟气入口?２．喇叭口?３．阻尼网４．给粉器５．后台阶流场６．引风机７．回收装置??图３．３后台阶气固两相流ＰＩＶ试验台结构示意图??（ａ）实验段：??试验段为水平放置的后台阶通道（如图３．４所....

本文编号：3965889