惯性颗粒和壁湍流的相互作用:湍流调制及颗粒分布

• 作者: 王贵全
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 关键词: 惯性粒子 壁面湍流 湍流调制 粒子分布 沉积速度
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 专栏——多相流研究进展及应用|Column——Advance and Application of Multiphase Flow
• 页码范围: 182-191
• 页数: 10页
• 分类号: O357.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2021.0018

摘要

直接数值模拟壁面湍流与惯性点粒子方法被用来研究粒子对湍流的调制机理以及粒子在湍流场中的分布.由于在壁面湍流中,内层(约为y+<100,y+为黏性尺度下的壁面垂直方向坐标)与外层(约为y+>100)中存在着两种特征结构,即内层中的大尺度结构(large-scale structures,LSMs)与外层中的超大尺度结构(very-large-scale structures,VLSMs),这两种特征结构控制着壁面湍流的动力学过程.因此研究方向主要是探究粒子与LSMs以及VLSMs之间的相互作用:即通过研究粒子惯性效应对LSMs主导的湍流内层自维持过程来解释不同惯性的粒子导致湍流增强或减弱的原因;通过研究粒子惯性效应对VLSMs主导的湍流外层的调制,提出粒子的惯性效应导致VLSMs增强的直接与间接机理.同时,通过人为控制LSMs和VLSMs与粒子分别耦合来研究这两种特征结构的存在导致的粒子聚集与群聚行为.最后,推导了惯性粒子沉积速度的控制方程,用于分析控制粒子沉积速度的关键因素.