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湍流中液滴扩散的含时欧拉模型。 (英语) Zbl 1390.76878号

小结:工业喷雾在许多需要液体喷涂到表面的操作中很常见。喷雾过程效率的最大化取决于喷雾特性和周围流动条件的准确模拟。传统上,液滴建模是使用拉格朗日方法进行的,该方法要求跟踪足够数量的液滴,以形成液滴沉积的统计估计。作为本研究的替代方案,采用基于欧拉方程的直接矩求积法(DQMOM)的流动和液滴传输模型进行喷雾建模,并与雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和剪切应力传输(SST)湍流模型耦合。针对液滴传输,开发了一种新的湍流扩散模型,该模型考虑了惯性和时间限制效应,涵盖了与空中喷洒相关的广泛操作参数。该模型基于在均匀、均匀和各向同性湍流流场中使用拉格朗日粒子跟踪进行的全参数研究,随后在欧拉DQMOM框架内实现,并与以下内容进行了比较:(1)注入均质、,各向同性紊流流场,以及(2)空心锥形液压喷嘴各向异性非均匀尾迹的全尺寸实验风洞测量。

MSC公司:

76T10型 液气两相流,气泡流
76F99型 湍流
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 巴拉昌达尔,S。;Eaton,J.K.,《湍流分散多相流》,《流体力学年鉴》,42,111-133,(2010)·Zbl 1345.76106号
[2] Ryan,S。;Gerber,A。;Holloway,A.,《旋转笼式雾化器喷雾的计算研究》,Trans ASABE,55,1133-1148,(2012)
[3] Ryan,S.D。;Gerber,A.G。;Holloway,A.G.L.,飞机尾迹中喷雾扩散的计算研究,Trans ASABE,56,847-868,(2013)
[4] Hinze,J.,《湍流:机制和理论简介》,(1959年),多伦多麦格劳-希尔出版社
[5] Fuchs,N.,《气溶胶力学》,(1964年),纽约州多佛出版公司
[6] 佐藤,Y。;Yamamoto,K.,各向同性湍流中流体的混合和扩散机制——基于拉格朗日速度关联和湍流扩散的测量数据,Kagaku Kogaku Ronbunshu,11,555-562,(1985)
[7] 杨,P。;Pope,S.,各向同性湍流直接数值模拟的拉格朗日统计,流体力学杂志,207531-586,(1989)
[8] 伯纳德,P。;Wallace,J.,《湍流:分析、测量和预测》,(2002年),新泽西州约翰·威利父子霍博肯
[9] Csanady,G.,《大气中重粒子的湍流扩散》,《大气科学杂志》,第20期,201-208年,(1963年)
[10] 威尔斯,M。;Stock,D.,《湍流中交叉轨迹对颗粒分散的影响》,《流体力学杂志》,136,31-62,(1983)
[11] 冯,J。;亨特,J。;Perkins,R.,《类湍流中小惯性粒子的扩散率和速度谱》,Proc。罗伊。伦敦特区,445-493,(2003)·Zbl 1153.76376号
[12] Loth,E.,颗粒和气泡的欧拉湍流扩散模型,《国际多流杂志》,271051-1063,(2001)·Zbl 1388.76413号
[13] Kashiwa,B.A。;Gore,R.A,多相湍流的四方程模型,1987年ASME-JSME热工联合会议论文集,261-267,(1987)
[14] Vaidya,N。;Dionne,P.J。;Singhal,A.K.,用于计算复杂几何形状中两相流的双流体模型有限体积公式,ASME FED Gas Liq flows,225179-191,(1995)
[15] 吴,B。;Liu,D.,FFB中横向颗粒弥散的建模,空化和多相流论坛,ASME流体工程部,第109卷,15-19,(1991)
[16] Shirolkar,J.S。;科英布拉,C.F.M。;McQuary,M.Q.,《稀水流中湍流颗粒弥散建模的基本方面》,Prog Energy Combust Sci,22363-399,(1996)
[17] 王,L。;Stock,D.,《湍流运动引起的重粒子扩散》,《大气科学杂志》,第50期,1897-1913页,(1993年)
[18] 摩尔,B。;Oliemans,R.,水平管流中颗粒分散和沉积的湍流扩散模型,Int J Multiph flow,24,55-75,(1998)·Zbl 1121.76461号
[19] Elghobashi,S。;Truesdell,G.C.,《衰减各向同性湍流中颗粒弥散的直接模拟》,《流体力学杂志》,24265-700,(1992)
[20] Menter,F.R.,附加和分离逆压梯度流的流行湍流模型性能,美国航空航天局J,302066-2072,(1992)
[21] Menter,F.,空气动力流的改进双方程湍流模型,NASA技术备忘录TM-103975,(1992),NASA Ames,CA
[22] Menter,F.,工程应用的双方程涡粘湍流模型,AIAA J,32,1598-1605,(1994)
[23] Menter,F.,涡流粘度输运方程及其与(k-\epsilon)模型的关系,《流体工程杂志》,119876-884,(1997)
[24] Maxey,M.R.,《均匀湍流和随机流场中气溶胶粒子的重力沉降》,《流体力学杂志》,174,441-465,(1987)·Zbl 0617.76058号
[25] 肖托班,B。;Balachandar,S.,通过拉格朗日和平衡欧拉方法模拟的均匀剪切湍流中的粒子浓度,Phys Fluids,18,65-105,(2006)
[26] 费里,J。;Balachandar,S.,小颗粒欧拉速度的平衡膨胀,粉末技术,125131-139,(2002)
[27] 亚美尼亚五世。;Fiorotto,V.,《湍流中作用于粒子的力的重要性》,《物理流体》,第13期,第2437页,(2001年)·Zbl 1184.76034号
[28] 马尔基西奥,D。;Fox,R.,使用矩的直接求积法求解人口平衡方程,气溶胶科学杂志,36,43-73,(2005)
[29] 马尔基西奥,D。;守夜,R。;Fox,R.,《聚合断裂过程的矩求积法》,胶体界面科学杂志,258322-334,(2003)
[30] 右风扇。;马尔基西奥,D。;Fox,R.,矩直接求积法在多分散气固流化床中的应用,粉末技术杂志,139,7-20,(2004)
[31] A.杜塔。;康斯坦莱斯,D。;Heynderickx,G.,《应用直接矩求积法改进多相催化裂化提升管反应器模拟》,《化学工程科学杂志》,83,93-109,(2012)
[32] Fox,R.,颗粒群凝聚和烧结的双变量直接矩求积法,气溶胶科学杂志,37,1562-1580,(2006)
[33] 席尔瓦,L。;Lage,P.,《开放式泡沫中多分散多相流模型的开发与实施》,《计算化学工程杂志》,35,2653-2666,(2011)
[34] 布福,A。;瓦尼,M。;Marchisio,D.,搅拌槽反应器中湍流气液系统模拟的多维种群平衡模型,化学工程科学杂志,70,31-44,(2012)
[35] Upadhyay,R。;Ezekoye,O.,使用基于正交矩的方法处理大小相关的气溶胶传输过程,气溶胶科学杂志,37,799-819,(2006)
[36] Chan,T。;刘,Y。;Chan,C.,研究地面车辆尾迹中排气颗粒形成和演变的直接矩求积法,气溶胶科学杂志,41,553-568,(2010)
[37] Gerber,A。;威尔科克斯,K。;Zhang,J.,海洋应用大规模并行混合cfd求解器的基准测试,ASME 2013年第32届海洋、海上和北极工程国际会议论文集,(2013)
[38] 戈斯曼,A。;Loannides,E.,《液体燃料燃烧室的计算机模拟方面》,AIAA论文81-0323,(1981),弗吉尼亚州AIAA雷斯顿
[39] 席勒,L。;Naumann,A.,Uber die grundlegende berechnungen bei der schwerkraftaufbereitung(关于重力力控制处理的基本计算),Z Ver Dtsch Ing,77,318-320,(1933)
[40] Hinze,J.O.,《湍流》(1975),纽约州纽约市麦格劳-希尔
[41] Taylor,G.,《连续运动的扩散》,Proc。罗伊。Soc.伦敦。A 20,196-211,(1921)
[42] Squires,K。;Eaton,J.,各向同性湍流中的粒子响应和湍流修正,Phys Fluids,21911-1203,(1990)
[43] Bagherpour,A。;Holloway,A.,轴对称湍流尾流中的水滴输运,(2014),加拿大新不伦瑞克大学博士论文
[44] Bagherpour,A。;I.麦克劳德。;Holloway,A.,《旋转喷雾器后的雾滴尺寸和速度测定》,Trans ASABE,55,759-772,(2012)
[45] 汤森,A.,《湍流剪切流的结构》(1976),剑桥大学出版社,纽约·Zbl 0325.76063号
[46] Pope,S.B.,《湍流》(2000),英国剑桥大学出版社·Zbl 0802.76033号
[47] Davis,M。;Rerksanandana,P.,湍流混合和燃烧中的积分尺度和混合长度,实验热流体科学,8239-244,(1994)
[48] Gordon,R.,平衡统计力学中的误差界,《数学物理杂志》,965-663,(1968)·Zbl 0182.30002号
[49] 维德曼,J。;Presser,C。;Leigh,S.,《在低数据速率应用中改进相位多普勒体积通量测量》,《计量科学技术》,121180-1190,(2001)
[50] Aisa,L。;加西亚,J。;Cerecedo,L。;Palacin,I.G.公司。;Calvo,E.,用PDA测量两相流中的颗粒浓度和局部质量流量。应用于湍流空气射流中球形颗粒弥散的研究,国际多道流杂志,28,301-324,(2002)·Zbl 1136.76453号
[51] McGraw,R.,用矩的求积法描述气溶胶动力学,气溶胶科学技术,27,43-73,(1997)
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