两相湍流色噪声扩维法PDF模型及数值模拟

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (1): 38-44.

两相湍流色噪声扩维法PDF模型及数值模拟

李昭祥¹, 徐江荣², 杨忠华¹

1. 上海师范大学数理学院科学计算上海高校重点实验室, 上海 200234;
2. 杭州电子科技大学理学院, 浙江杭州 310018

收稿日期:2008-07-09 修回日期:2009-05-31 出版日期:2010-01-25 发布日期:2010-01-25
作者简介:李昭祥(1973-),男,江苏东台,讲师,博士,从事微分方程数值解及两相湍流研究,上海市桂林路100号上海师范大学计算数学系200234.
基金资助:
国家自然科学基金(10671130,10901106);上海重点学科建设项目(S30405);浙江省自然科学基金(Y105028);上海师范大学科研项目(SK200936);上海市教委创新项目(09YZ150)资助项目

A Two-phase Turbulence PDF Model with Expanding Dimension Method of Colored Noise and Simulation of Wall-jet-flows

LI Zhaoxiang¹, XU Jiangrong², YANG Zhonghua¹

1. Mathematics and Science College, Shanghai Normal University, Scientific Computing Key Laboratory of Shanghai Universities, Shanghai 200234, China;
2. The School of Science, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China

Received:2008-07-09 Revised:2009-05-31 Online:2010-01-25 Published:2010-01-25

摘要/Abstract

摘要： 由颗粒运动的朗之万方程出发,对流体脉动速度采用扩维方法,得到两个不同层次的PDF输运方程.通过对颗粒运动方程求解和高斯分布假设,解决PDF方程的封闭问题,获得颗粒二阶矩模型,然后将颗粒应力方程简化成代数方程,建立代数应力模型.将对流扩散方程的有限分析法运用到求解两相流模型中,对壁面两相射流进行数值模拟,对比分析数值结果与实验结果.

关键词: 湍流, 扩维法, 两相流, 数值模拟, 色噪声, 二阶矩模型

Abstract: With Langevin equation of particle motion,PDF equations in two levels are obtained in which the fluid fluctuation velocity is expanded in dimension and one-dimensional colored noise is transformed into two-dimensional white noise.They are two-phase PDF transport equation of turbulence and particle-phase PDF transport equation.With particle motion equations and assumption of Gaussian distribution,a closure problem of PDF equation is solved and a second-order-moment model is obtained.It is simplified into an algebra stress model [ASM].A finite analytic numerical method for convective diffusion equation is applied to solve the two-order moment model of two-phase flows.A wall-jet-flow loaded with solid particles is studied in the ASM by finite analytic numerical method.Numerical results are compared with experimental results.

Key words: turbulence, method of expanded dimension, two-phase flow, numerical simulation, colored noise, second order moment model

中图分类号:

TK121

李昭祥, 徐江荣, 杨忠华. 两相湍流色噪声扩维法PDF模型及数值模拟[J]. 计算物理, 2010, 27(1): 38-44.

LI Zhaoxiang, XU Jiangrong, YANG Zhonghua. A Two-phase Turbulence PDF Model with Expanding Dimension Method of Colored Noise and Simulation of Wall-jet-flows[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(1): 38-44.

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