雙拉格朗日模型模擬氣固兩相雙圓柱繞流

王　聰　陳　斌　郭烈錦　王智偉

摘要：以湍流剪切層中大尺度旋渦結構與顆粒群的相互作用及運動規律為研究對象，提出了一種基于離散渦方法與顆粒碰撞模型相耦合的雙拉格朗日氣固兩相流模型．用次循環調整顆粒運動計算的時間步長，將兩相計算耦合在一起，從而解決了離散渦方法求解單相流場與顆粒運動方程的時間相容性問題。首先用顆粒在蘭金渦中的運動驗證了所提的算法，隨后將該方法應用于高雷諾數湍流旋渦結構中的顆粒水平輸運過程研究，模擬了圓柱尾跡中顆粒的沉降過程及其被旋渦卷吸、揚起和團聚的過程，說明在有大尺度旋渦存在的流場中顆粒更容易被流體向下游輸運．當來流速度與重力方向一致時，顆粒分布特性受顆粒Stokes數(St)影響．當St小于1時，顆粒響應流場變化的時間短，隨St增加顆粒對流場變化的響應變得遲鈍，重力所起的作用更加明顯；當St遠遠大于1時，顆粒的分布幾乎不受旋渦的影響，而與自由沉降的分布十分接近。

關鍵詞：圓柱繞流；顆粒碰撞；離散渦方法；氣固兩相流；雙拉格朗日模型

中圖分類號：TB126文獻標志碼：A文章編號：0253—987X(2009)01—O077—04