旋涡流动中微液滴颗粒的滑移效应

发布时间：2017-12-04 21:11

  本文关键词：旋涡流动中微液滴颗粒的滑移效应

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【摘要】：本文利用改进的相间滑移矩方法,数值研究了兰金涡在加入微液滴颗粒后的演变,注重考察相间滑移效应的影响.相间滑移矩方法分别考虑气相与液滴弥散相的运动过程,通过颗粒分布函数各阶矩方程的源项来表达相间质量、动量与能量的传递,从而实现气液两相间的速度滑移效应的模拟.研究结果表明,当向兰金涡中注入液滴微粒后,兰金涡的结构会在液滴滑移效应的扰动下发生一系列的演化,注入微粒的半径不同,演化过程也不相同.当注入微粒的半径较小时,滑移效应较小,微粒会在滑移效应下做离心运动,最终在涡核外呈圆环状分布;当注入微粒的半径足够大时,滑移效应增强导致流动失稳,涡核内产生负涡量,在其作用下颗粒呈现"旋臂"结构而快速向外迁移.最后,本文考察了微液滴颗粒由于凝结增长对旋涡演化和滑移效应的影响,发现微液滴的凝结增长导致更多的气相动量转移到液滴相,使得微液滴与气相的滑移驰豫过程变短,微液滴的跟随性增强,从而使得微液滴与气相的平均滑移速度递减更快.
【作者单位】： 中国科学技术大学近代力学系先进推进实验室;
【基金】：国家自然科学基金(编号:21476221,91544218)资助项目
【分类号】：O35
【正文快照】： 1引言旋涡流动是流体中最普遍存在的一种运动形式,关于旋涡运动的研究也是流体力学中非常重要的一部分.在研究旋涡运动时,学者们采取了很多不同的介质和形式,例如,M o u g e l等人[1,2]以水为介质对自由表面旋转流动开展了一系列的实验与数值模拟研究.在大气科学领域,台风是一

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本文编号：1252351