湍流颗粒迁移碰撞的亚格子效应及其模型研究

项目名称： 湍流颗粒迁移碰撞的亚格子效应及其模型研究

项目编号： No.51276076

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 柳朝晖

作者单位： 华中科技大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 在气固两相湍流的大涡模拟中，通常忽略亚格子湍流对颗粒运动的影响。近年来的研究表明，亚格子湍流对颗粒的统计特性（特别是两点统计特性）具有重要影响，但其微观机理和模型仍然是国内外多相流领域一个具有挑战性的热点问题。本研究拟在高分辨率气粒两相湍流直接数值模拟的基础上，结合空间过滤算子，深入研究流体亚格子脉动对颗粒扩散、局部富集以及颗粒碰撞的作用规律，探析其内在的微观机理和统计特性。基于获得相间亚格子作用的关键内容，从较新颖的"颗粒所见流体速度"的拉氏统计特性角度，提供亚格子尺度郎之万理论模型所需要的关键统计参数，进而发展合理的颗粒亚格子扩散与亚格子碰撞模型，改善现有两相湍流大涡模拟的预报能力。

中文关键词： 大涡模拟；颗粒迁移模型；颗粒碰撞模型；颗粒局部富集现象；多尺度分析

英文摘要： The influence of subgrid scale(SGS) turbulence on particle motions is negelected in most Large-eddy simulation of particle-laden turbulence. However, recent studies show that the subgrid scales play an important role in particle statistics(especially two-point statistics), and related microscopic mechanism remains a challenging area of gas-particle turbulence. This research is devoted to investigate how the SGS turbulenct flow affects the dispersion of particle, the pereferential concentration and collision of particle, based on high resolution direct numerical simulation and spatial filters. The mechanism and key statistics of SGS flow-particle interaction, such as the lagrangian statistics of particle seen fluid's velociteis, will be obtianed, which are essential for the development of new SGS particle models. Based on these work, new models of better prediction ability for the dispersion and collision of particle will be derived and proposed, finally they will be checked by other numerical simulations.

英文关键词： LES；particle drift model；particle collision model；particle perferential concentration；multiscale analysis