离散相对欧拉-拉格朗日法预测稠密喷雾中分散相的体积排挤效应
流体动力学
2020-04-14 v1 计算物理
摘要
使用欧拉-拉格朗日方法准确预测稠密喷雾颇具挑战,原因在于液滴亚网格团聚导致分散相体积分数较高。为准确建模稠密喷雾,需考虑分散相的运动与存在所致载相体积分数的时空变化,从而捕捉该效应。这导出零马赫数、变密度方程,而标准双向耦合喷雾模拟通常忽略之。使用基于压力的求解器时,这会在压力泊松方程中产生源项并导致非无散度速度场。为验证此类方法的预测能力,首先采用大涡模拟耦合点粒子法考察雾化非蒸发稀相颗粒圆射流,继而研究高达 38% 的更高体积载荷,并对比考虑与不考虑体积排挤效应的情况。结果表明,对于高于 5% 的体积载荷,体积排挤效应增强了流动动力学,相较于标准双向耦合结果,给出了更高的流向平均与 r.m.s. 速度。这在射流近场更为显著,此处分散相局部体积分数相对较高。据推测,该增强源于修正连续性方程所致的流速散度效应,其中载相体积分数的时空变化在高中空率区域增大了速度。
引用
@article{arxiv.2004.05317,
title = {Volumetric Displacement Effects of Dispersed Phase on the Euler-Lagrange Prediction of a Dense Spray},
author = {Pedram Pakseresht and Sourabh V. Apte},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.05317},
year = {2020}
}