入射激波冲击中密度颗粒帘中颗粒碰撞的建模
流体动力学
2023-03-08 v1
摘要
采用欧拉-拉格朗日方法模拟了入射激波与中密度颗粒帘之间的相互作用。基于 OpenFOAM 的定制求解器扩展了改进的阻力模型和碰撞模型，并针对两个基准实验进行了验证。本工作考虑了不同颗粒尺寸、体积分数和帘厚进行了参数研究。研究发现，较小的颗粒尺寸和较大的体积分数导致更强的反射激波和更弱的透射激波。还详细研究了帘前缘的不同膨胀阶段。重点关注了颗粒碰撞效应对帘演化行为的影响。根据我们的结果，对于单分散颗粒帘，碰撞效应对帘前缘行为影响很小，即使初始颗粒体积分数高达 20%。这是由于激波通过后帘内正速度梯度，导致下游颗粒比上游颗粒运动更快，从而不发生碰撞。对于双分散颗粒帘，碰撞效应在不同尺寸颗粒的混合区变得重要。碰撞减速小颗粒而加速大颗粒，并引起速度散射。此外，增加双分散帘厚度因局部颗粒积聚导致多个碰撞力峰值，这是不同颗粒组延迟分离的结果。我们的结果表明，碰撞模型对于预测单分散颗粒的帘前缘可能不必要，但在双分散颗粒中碰撞效应重要，因此必须建模。
引用
@article{arxiv.2212.04618,
title = {Modelling particle collisions in moderately dense curtain impacted by an incident shock wave},
author = {Pikai Zhang and Huangwei Zhang and Yun Feng Zhang and Shangpeng Li and Qingyang Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.04618},
year = {2023}
}