论文部分内容阅读
两相湍流PDF模型研究中,颗粒速度-坐标空间中的PDF输运方程的求解一直以来都是一个难题,本课题组曾依据颗粒PDF方程和轨道方程的对等性,用速度空间局部PDF方程的解析解联合Monte Carlo方法求解,提出了高维空间中PDF输运方程的“有限分析/颗粒”方法。本文提出一个求解高维空间PDF方程的新方法——“有限分析/网格(FAG)”方法。根据两相流动中的颗粒运动过程是一种具有时-空非线性的色噪声系统的随机运动过程,可以提取湍流指数关联特征,建立色噪声扩维方法的两相流PDF输运方程。继而通过高斯积分得到颗粒相的连续方程和动量方程,建立没有封闭的场模型。再从PDF的定义出发,通过对任何量的概率密度积分得到该量的平均值,通过积分法来构造颗粒的任意阶矩,继而得到方程的统计平均拉氏方程组。由场模型和统计平均拉氏方程组共同组成封闭的模型。构造差分格式用数值方法对模型求解,通过计算得到颗粒在流场中的分布,获得完整的“有限分/析网格(FAG)”求解方法。对经典两相流动壁面射流进行数值模拟,对比分析了模拟值和实验值,同时也与“有限分析/颗粒(FA/MC)”进行了结果对比分析。从比较结果发现“有限分析/网格(FAG)方法”能够更为准确的预报颗粒平均速度,脉动速度及颗粒浓度等在流场中的分布;新方法计算结果曲线更为光滑,同时也对颗粒脉动速度的计算结果有了改善。结果表明“有限分析/网格(FAG)方法”求解颗粒PDF方程是可行有效的。