氣粒兩相旋射流的LES-FDF數(shù)值模擬研究.pdf

1、氣粒兩相旋射流是旋流燃燒器內(nèi)冷態(tài)流場的主要流動形態(tài)。旋流燃燒器廣泛地應(yīng)用于電站鍋爐中,對于旋流燃燒器的冷態(tài)流場一直是研究的熱點。本文基于Lagrangian方法,將概率密度函數(shù)(Probability Density Function,PDF)應(yīng)用于推導(dǎo)顆粒所見流場速度的濾波密度函數(shù)(Filtered Density Function,FDF)輸運方程,并與大渦模擬(Large Eddy Simulation,LES)方法相結(jié)合,提出了

2、求解氣粒兩相流動的LES/FDF模型。
　　 針對兩相流計算中特有的在非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格內(nèi)的顆粒搜索問題,提出了基于索引網(wǎng)格的顆粒搜索方法。該方法首先重新構(gòu)造一套結(jié)構(gòu)化的索引網(wǎng)格并將其與流場計算中實際采用的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格建立對應(yīng)關(guān)系,通過索引網(wǎng)格與計算網(wǎng)格之間的相互轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)了通過在結(jié)構(gòu)化的索引網(wǎng)格中搜索來確定顆粒在流場中的位置。該方法易于實現(xiàn),而且大大提高了搜索效率。
　　 將建立的模型以及顆粒搜索算法用于模擬氣粒兩相旋射流,

3、描述了顆粒在流場中的空間分布,將模擬得到的顆粒平均速度以及脈動速度與實驗進(jìn)行對比,結(jié)果表明:LES/FDF模型能夠很好的描述顆粒速度的時間平均場。將使用了FDF模型與沒有使用FDF模型的計算出的顆粒平均速度和脈動速度以及實驗值進(jìn)行比較,結(jié)果表明:FDF模型能夠很好的反映出顆粒在流場中運動的脈動速度,能夠較好的捕捉流場中亞網(wǎng)格尺度渦對顆粒脈動的影響。對旋流形成的中心回流對顆粒運動影響也進(jìn)行了研究,經(jīng)過多不同粒徑顆粒在流場的運動特性的數(shù)值模