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中文摘要：
本项目研究静电场作用下风沙运动的气固两相流力学模型及数值计算方法，包括大气湍流运动的大涡模拟方法以及不同粒径沙粒在气流中的碰撞物理机制。对于大气湍流运动的大涡模拟方法，提出了一种基于Smagorinsky模式的动态混合长度亚格子模式，同时通过与RANS的涡粘性模型的类比，根据多尺度亚格子模式的思想以及涡结构理论提出了一种不含壁面函数的通用亚格子模式。针对三维切削网格算法-Kitta Cube算法，提出结构化/非结构化混合网格方法分别处理背景均匀网格和八叉树细分网格，解决网格保存数据冗余问题；利用6＋N模型将流体在网格界面上的通量分成两部分流经基本面部分和切削面部分，实现了在任意形状切削网格上Navier-Stokes方程有限容积法的离散和求解。耦合沙粒摩擦荷电模型和风沙运动气固两相流模型，提出了离散单元法与计算流体动力学结合的数值方法，包括颗粒间的滚动摩擦模型和传热传质模型、颗粒间碰撞的高效算法。对于充分发展的水平风沙流，所模拟的沙粒带电的荷质比及水平风洞试验段的电场强度与实验测量值一致。本项目基于沙粒摩擦荷电机制的风沙运动气固两相流模型提供了理解风沙运动静电场产生的力学机制。
结论摘要：
英文主题词wind-blown sand;dust devil;gas-solid two-phase flow;large eddy simulation; discrete element method
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