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沙粒粒径在水平水流中对湍流调制及减阻效应的影响作用
  • ISSN号:0254-0053
  • 期刊名称:力学季刊
  • 时间:2013.3.3
  • 页码:88-95
  • 分类:O35[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]江苏大学能源与动力工程学院,镇江212013, [2]南朝鲜国立韩巴大学机械工程系,大田305-179
  • 相关基金:国家自然科学基金(11072091); 教育部科学技术研究重点项目(210078)
  • 相关项目:微颗粒-近壁湍流相互作用及减阻机理研究
中文摘要:

运用基于欧拉–欧拉方法的混合欧拉多相流模型结合雷诺应力湍流模型,对较大雷诺数下的水平固液两相湍流进行了数值计算,主要考察了以Kolmogorov尺度(约为2ν/uτ)为临界值的细小沙粒颗粒在5%的固相体积分数下对湍流场的调制及其减阻效应。研究发现,无量纲颗粒直径dp+≤2的小颗粒减小了固液两相湍流的雷诺应力,并且三个方向上的速度脉动也被不同程度地削弱;而dp+=4的大颗粒使缓冲层区域的雷诺应力稍增大,在增强法向速度脉动的同时对流向脉动有抑制作用,并且值得关注的是,较大颗粒的存在导致缓冲层中的部分区域出现了流变现象。在减阻方面,较小的颗粒(dp+≤2)有大致相同的减阻表现,而大颗粒(dp+=4)已经失去了减阻性能,总体上看,在所研究的情形下微颗粒的减阻性能随着其粒径的增大而降低。

英文摘要:

The numerical simulations of liquid-solid two-phase turbulent horizontal flow under high Reyn- olds number conditions were performed by using mixture model for multiphase flows, based on Eulerian- Eulerian approach, combined with Reynolds stress model. Turbulence modulation and drag reduction by fine sand particles smaller or larger than the Kolmogorov length scale (about 2u/gr) were investigated with 5% solid volume fraction. It was shown that for smaller particles dimensionless diameter d~ 42 Reynolds stress decreased, and velocity fluctuations in x, y, z-directions were suppressed to some ex- tents~ for the relatively large particles d; = 4 Reynolds stress slightly enhanced in the buffer layer, the streamwise velocity fluctuation was suppressed while the wall-normal velocity fluctuation was strength- ened. Furthermore, it should be mentioned that rheological phenomenon occurs in the buffer layer, prob- ably related to the addition of large particles d~ = 4. In the respect of drag reduction, the smaller patti- + + cles dp 42 had almost the same performance, however, particles dp = 4 had barely the ability of drag re- duction. On the whole, for the cases studied, the fine-particles' drag-reducing capability was attenuated with the dimensionless particle size increasing.

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期刊信息
  • 《力学季刊》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:上海市科学技术协会
  • 主办单位:同济大学 上海交通大学 上海市力学会 中国力学学会
  • 主编:范立础
  • 地址:上海四平路1239号同济大学
  • 邮编:200092
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  • 电话:021-65983708
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-0053
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1829/O3
  • 邮发代号:4-278
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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