湍流射流中示踪粒子的跟随性数值模拟分析

来源：上海理工大学学报杂志2017年第2期北京时间：

作者：沙文慧

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093

摘要：为了探究聚苯乙烯颗粒在射流场中的跟踪效果，采用大涡模拟（LES）方法求解射流流场，并与实验结果进行对比，以验证流场模型.定义了密度与水相同的5种不同粒径的虚拟颗粒，采用离散相模型（DPM）计算其运动轨迹，将其响应时间的理论分析结果与数值模拟结果进行对比，验证了DPM模型的准确性.随后对粒径范围为1~400 μm的11种不同粒径的聚苯乙烯颗粒在一定雷诺数射流流场中的跟随特性进行了模拟计算，并与初始时刻相同位置的质点运动轨迹进行对比分析.结果表明，流场的复杂变化对颗粒的跟随性有很大影响，这表现在即使颗粒粒径很小时，颗粒与流场的速度依然存在一定偏差.在所研究工况下，粒径小于200 μm的聚苯乙烯颗粒与水的速度偏差大部分在20%以内.

关键词：大涡模拟;离散相模型;湍流射流;示踪粒子;跟随性

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51576130）；上海市科委科研计划（13DZ2260900）；上海市教委资助项目（14CG46）