plunging射流诱发混合相湍流的数值研究
流体动力学
2023-06-23 v1
摘要
在自然与工程应用中,plunging射流是导致界面破碎并产生混合相湍流的关键过程。本文对射入静止水池的水射流进行高分辨率数值模拟,以研究混合相湍流的统计特性,特别关注雷诺平均方程的封闭问题。我们进行了相分辨模拟,采用耦合水平集与流体体积法捕捉气-水界面。共进行九组算例以分析弗劳德数与雷诺数的影响。模拟结果显示,所考察范围内湍流统计量对雷诺数不敏感,而弗劳德数对流动特性影响显著。为研究平均动量方程的封闭问题,进一步考察了湍动能(TKE)与湍流质量通量(TMF)及其输运方程。发现TKE收支项的平衡关系与许多单相湍流相似。TMF是混合相湍流中额外的未封闭项。模拟结果表明其输运方程的产生项与TKE高度相关。基于该发现,进一步提出了其产生项的封闭模型。
引用
@article{arxiv.2306.12695,
title = {Numerical investigation of mixed-phase turbulence induced by a plunging jet},
author = {Rong Li and Zixuan Yang and Wei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12695},
year = {2023}
}