可压缩湍流粒子输运的拉格朗日（Lagrangian）研究

项目名称： 可压缩湍流粒子输运的拉格朗日（Lagrangian）研究

项目编号： No.U1330107

项目类型： 联合基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 史一蓬

作者单位： 北京大学

项目金额： 50万元

中文摘要： 可压缩湍流及粒子与可压缩湍流的相互作用是十分关键的基础问题。对其的理解在惯性约束核聚变、高超音速飞行器等工程应用中具有重要的意义。本研究计划围绕理论分析和数值模拟手段，探索可压缩湍流问题，促进对粒子与可压缩湍流相互作用的理解，为相关工程问题研究提供理论支撑。核心问题包括：1．建立可靠的可压缩湍流及粒子运动的数值模拟程序，主要解决模拟粒子在激波区运动的数值方法；2．研究粒子在可压缩湍流中的统计行为，重点考察金属粒子与流场中激波结构的相互作用，探讨粒子与流体的能量交换和粒子碰撞的统计规律；3．发展可压缩湍流中粒子运动的湍流计算模型，研究湍流间歇性对金属粒子输运的影响。

中文关键词： 可压缩湍流；粒子；输运；拉格朗日方法；数值模拟

英文摘要： Compressible turbulence and its interaction with particles are fundamental scientific problems, which are important to the research of Inertial Constrained Fusion and hypersonic air vehicle. This project involves the theoretical analysis and numerical simulation, which explore the mechanism of the compressible turbulence and its interaction with particles, and provide further support for the research of engineering problems. This projects include the following key problems: 1.To establish the available numerical simulation programs for compressible turbulent flow and the transportation of particles, especially the numerical methods for the simulation of the particles’ motion with the shockwave area and the inertial particles’ motion with the fluid with inhomogeneous density. 2.To research the statistical properties of the metal particles in compressible turbulence, especially the interaction with shockwaves and the effect of particle's inertial, to research the statistical perperties for the interchange of energy btween particles and fluid 3. To develop turbulence model for the simulation of particles’ motion and research the influnce of the turbulence intermittency on the transport of metalpartilces.

英文关键词： Compressible Turbulence；Particle；Tansportation；Lagrangian Method；Numerical Simulation