关于湍流有界流中惯性颗粒弥散的大涡模拟的一些问题
流体动力学
2009-11-13 v1
摘要
本文探讨了在湍流壁面有界流的大涡模拟 (LES) 中，对惯性颗粒弥散进行精确欧拉 - 拉格朗日建模的问题。我们对剪切雷诺数为 150 和 300 的湍流槽道流进行了直接数值模拟 (DNS)，并在不同粗化网格上进行了相应的先验和后验 LES。随后，我们追踪了不同惯性颗粒群，并考察了流体相的滤波和亚格子尺度 (SGS) 建模对颗粒速度和浓度统计量的影响。我们还重点关注了 LES 如何预测颗粒的优先偏析。结果表明，即使是“分辨率良好”的 LES 也无法复现 DNS 所展示的物理过程，无论是对于颗粒在壁面的积聚还是颗粒的优先偏析。在本研究考虑的全部颗粒范围内都观察到了预测不准确的现象，即使当颗粒响应时间远大于 LES 中未解析的流动时间尺度时也是如此。先验和后验测试均表明，仅恢复流体和颗粒速度脉动的水平不足以准确预测近壁面积聚和局部偏析。这可能表明，重新引入正确量级的速度脉动高阶矩也是颗粒方程 SGS 闭合模型的关键点。另一个重要问题是流动雷诺数效应对颗粒弥散的可能影响。我们的结果表明，在小雷诺数湍流和重颗粒的情况下，剪切流体速度是量化这些效应的合适标度参数。
引用
@article{arxiv.0801.2365,
title = {Some issues concerning Large-Eddy Simulation of inertial particle dispersion in turbulent bounded flows},
author = {C. Marchioli and M. V. Salvetti and A. Soldati},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.2365},
year = {2009}
}