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欧拉两相流模型经常用于分析气固流动系统。在本工作中,首先进行了关联长度的分析,使用一般曳力(如Wen-Yu曳力)的双流体模型定量分析了气固系统的特征关联长度。结果表明,不论颗粒浓度如何,介尺度结构在周期边界条件下均会出现,而且特征关联长度具有拐点的现象。
在实践中,气固系统可运行于多种方式,而它们都展示出了一定的介尺度非均匀性。这些非均匀结构影响了系统整体的性能。为了精确的模拟与分析气固系统,亚网格的介尺度非均匀性必须考虑。文中利用漂移通量的方法评估了不同的曳力模型。结果表明,能量最小多尺度(EMMS)方法得到的曳力系数是本征的凹函数,因而可以预测双态共存,并且对于网格分辨率的依赖很弱。之后,将EMMS模型与通用的双流体模型相结合在双周期边界条件下,分析了不同的广义气固流动系统(如提升管、下降管和湍动床)。并与实验结果进行了对比,发现符合较好。
最后,基于对气固流化床中气泡与聚团现象的认识,提出了一个基于结构的混合模型,初步模拟结果显示与实验较吻合,对于这种方法的网格依赖问题也进行了初步测试。