×
傅凯；邓晓龙；姜凌杰；王鹏飞

离散气水两相流声速的直接数值研究。 （英语） Zbl 1524.76379号

波浪运动 98，文章ID 102616，19 p.（2020）.
摘要：声速是多相流中压缩效应的关键参数。我们提出了一种基于分层流模型对可压缩两相流中声速进行直接数值模拟的新方法[C.-H.Chang和M.-S.Liou先生，J.计算。物理。225，第1期，840-873（2007年；Zbl 1192.76030号)]. 在该方法中，通过体积分数的重建，将每个面划分为气体、气液和液-液部分。采用AUSM-up格式计算了气液两相流的数值通量，并用精确的Riemann求解器求解了不同相之间相互作用产生的通量。研究了频率（低于气泡固有频率）、体积分数、粘度和传热的影响。在频率为（f＝1）kHz的情况下，在粘性和等温气泡条件下，模拟结果与实验结果一致。仿真结果表明，频率越高，气水两相泡状流中的声速越大。在较低频率下，相速度更好地满足均匀条件。考虑到相温度，在压力波传播过程中观察到等温气泡行为。最后，将两相流中声学的色散关系与固有频率以下的分析结果进行了比较。这项工作首次提出了一种直接数值模拟多相流中声速和其他压缩性效应的方法，可用于研究更复杂的情况，尤其是在难以进行实验研究的情况下。

引用于1文件

MSC公司：

2005年第76季度 水力和气动声学
35问题35 与流体力学相关的PDE
76T10型 液气两相流，气泡流

关键词：

声速；两相；分层流模型；压缩性效应；均匀流动；气泡热力学

引文：

兹比尔1192.76030

软件：

澳大利亚统计局
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{K.Fu}等人，《波浪运动》98，文章编号102616，19 p.（2020；Zbl 1524.76379）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] 郭，Z。；Wu，X.，微管中气体流动和传热的可压缩性效应，国际传热杂志，40，3251-3254（1997）
[2] Albagli，D。；Gany，A.，《微型管中气体流动和传热的压缩效应》，《国际传热杂志》，461993-2003（2003）·Zbl 1032.76695号
[3] Asako，Y。；Pi，T。；特纳，S。；Faghri，M.，《压缩性对微通道内气体流动的影响》，《国际传热与传质杂志》，46，3041-3050（2003）·兹比尔1045.76552
[4] 宫本茂，M。；Shi，W。；加藤，Y。；Kurima，J.，《均匀加热壁的窄平行板通道中低密度气体的阻塞流动和传热》，《国际传热杂志》，46，2685-2693（2003）
[5] Chizhov，A。；Takayama，K.，《可压缩液滴对热刚性表面的影响》，《国际传热杂志》，471391-1401（2004）·Zbl 1045.76544号
[6] Yoon，H。；石井，M。；Revankar，S.，《机械和热非平衡节流流动建模》，《国际传热传质杂志》，49，171-186（2006）·Zbl 1189.76666号
[7] 李浩，V。；Kim，H。；Setoguchi，T.，《微通道中阻塞对流动和传热的影响》，《国际传热杂志》，55，701-709（2012）·Zbl 1262.80036号
[8] Kim，S。；Mudawar，I.，《两相临界流模型的回顾以及微通道散热器中阻塞、过早CHF和CHF之间关系的研究》，《国际传热杂志》，87，497-511（2015）
[9] 陈，N。；Wang，F。；胡，R。；侯赛因，M.，《具有等温线和流向正弦表面温度的垂直板自然对流的压缩效应》，《国际传热杂志》，99，738-749（2016）
[10] Corradini，M.L。；朱，C。；范，L。；Jean，R.，《多相流》（Johnson，R.W.，《流体动力学手册》（2016），CRC出版社：CRC出版社Boca Raton）
[11] T.G.Beuthe，《两相水锤评论》，载于《第18届加拿大核学会会议论文集》，加拿大多伦多，1997年。
[12] Drysdale，C。；Ferguson，A。；Geddes，A。；A.吉布森。；亨特，F。；Lamb，H。；Michell，A。；Taylor，G.，《流体的机械特性》（The mechanical properties of fluids），（应用物理系列（1923），Blackie），网址：https://books.google.com/books？id=X8nPAAAMAAJ ·JFM 49.0614.01号
[13] Karplus，H.B.，《含气泡液体中的声速技术报告》（1958年），美国原子能委员会
[14] 梅克雷迪，R.C。；Hamilton，L.J.，《非平衡传热、质量和动量传递对两相声速的影响》，《国际传热传质杂志》，第15期，第61-72页（1972年）·Zbl 0224.76095号
[15] Kieffer，S.W.，《液气混合物中的声速：水气和水团队》，J.Geophys。研究，82，2895-3118（1977）
[16] Ardron，K.H。；Duffey，R.B.，流动液-气混合物中的声波传播，国际J.Multiph。流量。，4, 303-322 (1978) ·Zbl 0381.76071号
[17] 程，L.Y。；Drew，D.A。；Lahey，R.T.，《两相混合物中的波频散、声速和临界流分析》，技术报告NUREG/CR-3372（1983），伦斯勒理工学院，网址：https://ntrl.ntis.gov/ntrl网站/
[18] Ruggles，A.E。；拉希，R.T。；Drew，D.A。；Scarton，H.A.，《气泡空气/水流中压力扰动传播的研究》，《传热杂志》，110，494-499（1988）
[19] 科斯蒂根，G。；Whalley，P.B.，《空气-水流动中声速的测量》，《化学》。《工程师杂志》，66，131-135（1997）·Zbl 1135.76390号
[20] Drew，D.A。；Passman，S.L.，多组分流体理论（1999），Springer
[21] Brennen，C.E.，《多相流基础》，78（2005），剑桥大学出版社·Zbl 1127.76001号
[22] 西蒙，A。；Martinez-Molina，J。；Fortes-Patella，R.，使用三传感器方法估计声速的新过程，实验流体，57，10（2016）
[23] Drui，F。；Larat，A。；科赫，S。；Massot，M.，泡状流的简单双曲双流体模型的层次结构（2016），arXiv电子打印，arXiv:1607.08233
[24] 格雷戈·W。；Rumpf，H.，《两相介质中的声速》，《国际多声速杂志》。流量。，1, 753-769 (1975)
[25] 舒曼，U.，《具有周期结构的流体-固体混合物中的虚拟密度和声速》，国际J·多波。流量。，7, 619-633 (1981) ·Zbl 0471.76101号
[26] Atkinson，C.M。；Kytömaa，香港，悬浮液中的声波速度和衰减，国际J.Multiph。流量。，18, 577-592 (1992) ·Zbl 1144.76341号
[27] Lee，S。；Chang，K。；Kim，K.，来自两种流体特性的压力波速度，两相双曲方程系统，国际J.Multiph。流量。，24, 855-866 (1998)
[28] Gnanaskandan，A。；Mahesh，K.，《模拟湍流空化流动的数值方法》，国际J.Multiph。流量。，70，22-34（2015年）
[29] 李，J。；Carrica，M.，《含不可压缩液体和可压缩气泡的两相流中速度/压力/空隙率耦合方法》，国际J.Multiph。流量。，102, 77-94 (2018)
[30] Chang，C。；Liou，M.，《计算可压缩多相流的稳健且准确的方法：分层流模型和AUSM（{}^+）-up格式》，J.Compute。物理。，225, 840-873 (2007) ·兹比尔1192.76030
[31] Dijk，P.v.，《两相管流声学》（2005年），特温特大学：荷兰特温特恩施谢德大学（博士论文）
[32] 弗拉特，T。；Morin，A.等人。；Munkejord，S.T.，多组分流模型中的波传播，SIAM J.Appl。数学。，70, 2861-2882 (2010) ·Zbl 1429.76112号
[33] Baer，M.R。；Nunziato，J.W.，《反应性颗粒材料中爆燃-爆轰转变（ddt）的两相混合物理论》，国际J.Multiph。流量。，12, 861-889 (1986) ·Zbl 0609.76114号
[34] Zein，A。；Hantke，M。；Warnecke，G.，《应用于亚稳态液体的可压缩两相流相变建模》，J.Compute。物理。，229, 2964-2998 (2010) ·Zbl 1307.76079号
[35] 索雷尔，R。；佩蒂帕斯，F。；Berry，R.A.，多相混合物中分离可压缩流体、空化流动和冲击的界面的简单有效松弛方法，J.Compute。物理。，228, 1678-1712 (2009) ·Zbl 1409.76105号
[36] Shyue，K.，可压缩多组分问题的一种有效的冲击捕获算法，J.Comput。物理。，142, 208-242 (1998) ·Zbl 0934.76062号
[37] Murrone，A。；Guillard，H.，可压缩两相流问题的五方程简化模型，J.Compute。物理。，202, 664-698 (2005) ·Zbl 1061.76083号
[38] 佩兰蒂，M。；Shyue，K.，具有界面、空化和蒸发波的流体的混合-能量一致六方程两相数值模型，J.Compute。物理。，259, 331-357 (2014) ·Zbl 1349.76851号
[39] 姜立杰。；邓，X.-L。；Tao，L.，初始阶段冲击-粒子幕相互作用的DNS研究，Commun。计算。物理。，23, 1202-1222 (2018) ·Zbl 1474.76034号
[40] X.-L.Deng，L.-J.Jiang，Y.Ding，长期冲击-质点-帷幕相互作用的直接数值模拟，收录于：2018年AIAA科学技术论坛，佛罗里达州基西米，2018年，第2018-2081页。
[41] 石井，M。；Hibiki，T.，两相流的热流体动力学，187（2011），Springer·Zbl 1209.76001号
[42] Fu，K。；Anglart，H.，《开放式泡沫中两相沸腾流动模型的实施与验证》（2017），arXiv电子版，arXiv:1709.01783
[43] Toro，E.F.，Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics（2009），施普林格·Zbl 1227.76006号
[44] Ranjan，D。；奥克利，J。；Bonazza，R.，《冲击波相互作用》，年。流体力学版次。，43, 117-140 (2011) ·Zbl 1299.76125号
[45] Bai，X。；Deng，X.，基于切割单元和虚拟流体方法的可压缩多相流的锐界面方法，Adv.Appl。数学。机械。，9, 1052-1075 (2017) ·Zbl 1488.65326号
[46] Cheng，L.Y。；Drew，D.A。；Lahey，R.T.，泡状双组分两相流中的波传播分析，《传热杂志》，107，402-408（1985）
[47] Ruggles，A.E。；拉希，R.T。；Drew，D.A。；Scarton，H.A.，两相混合物中驻波、压力脉冲传播和临界流速之间的关系，《传热杂志》，111467-473（1989）
[48] 福克斯，F.E。；科利，S.R。；Larson，G.S.，《含气泡水中的相速度和吸收测量》，J.Acoust。《美国社会杂志》，27534-539（1995）
[49] L.Wijngaarden，《气体/液体流动方程式公式制定中的一些问题》，载于：荷兰代尔夫特第14届IUTAM理论和应用力学大会，1976年，第249-260页·Zbl 0364.76083号
[50] Hdaneshyar，H.，一维可压缩流（1976），佩加蒙出版社
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。