运动激波诱导粒子云结构的数值模拟

来源 :中国科学院力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lilinjun0954
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本论文在稀相气固两相流动的双连续介质模型框架下,分析研究粉尘沉积壁面上激波诱导粒子云的流动结构,导出了描述气固两相边界层流动的基本方程和边界条件,针对不同的流动领域提出了相应的物理模型和数值方法,给出了数值模拟结果,并讨论了各种因素对粒子云流动结构的影响。计算中采用完全Lagrange方法来处理颗粒轨迹有交叉的情况,从而高效地求得固相密度场分布。本论文的计算结果表明:a)在激波诱导气固两相边界层流动中,由于气流剪切作用,壁面上沉积粉尘颗粒可以完全由于Saffman力的作用而提升,因而气动卷扬是颗粒跃移的重要机制。b)当颗粒直径在微米量级时,Knudsen效应应当计入。微细颗粒的Knudsen效应将导致粒子云范围的增大。c)激波马赫数对粒子云结构有着重要的影响,紧邻阵面处粒子云厚度随着马赫数增加而增加。d)对于多弥散固相情况,即当固相颗粒是由几种直径组分混合而成时,粒子云具有复杂的分层结构。e)随着载荷率α增大,气相边界层将会出现边界层加厚、边界层内气体速度与温度梯度减小等变化,而粒子云的范围则会有小幅度的减小。
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