氣固兩相湍流模型的分類

1、氣固兩相湍流模型的分類對兩相流的研究有兩種不同的觀點(diǎn)：一是把流體作為連續(xù)介質(zhì)，在歐拉坐標(biāo)系內(nèi)加以描述，而把顆粒群作為離散體系，在拉氏坐標(biāo)系內(nèi)加以描述；而另一是除了把流體作為連續(xù)介質(zhì)外，還把顆粒群當(dāng)作擬連續(xù)介質(zhì)或擬流體，兩相在空間共存和互相滲透，兩相都在歐拉坐標(biāo)系內(nèi)加以描述。不同觀點(diǎn)描述兩相流所得數(shù)學(xué)模型也不同，目前常用的模擬模型有：單流體模型（無滑移模型）、小滑移模型、雙流體模型（多流體模型或滑移－擴(kuò)散的多連續(xù)介質(zhì)模型）、顆粒軌道模型。

2、單流體模型單流體模型把單相流體力學(xué)概念直接推廣到兩相流中，把含有顆粒群流體看成一個單一的流體，提出了一種模擬氣粒兩相流動簡化模型，即單流體模型或無滑移模型。與單相流體流動方程相比，單流體模型僅增加了幾個顆粒相連續(xù)方程（類似于氣相組分?jǐn)U散方程），并在氣相方程中增加了顆粒源項，因此該模型相當(dāng)簡單。該模型的主要優(yōu)點(diǎn)是處理方法簡單，計算方便。其缺點(diǎn)是未考慮顆粒相及氣相之間的阻力作用（即假設(shè)氣體與顆粒之間無速度和溫度滑移），以及認(rèn)為顆粒擴(kuò)散系數(shù)和

3、氣體擴(kuò)散系數(shù)相等，與實(shí)際的氣固兩相流動情況差異很大，故目前應(yīng)用的較少。小滑移模型小滑移模型小滑移模型則是在單流體模型的基礎(chǔ)上發(fā)展的，在此模型中，或者顆粒相對流體流動的影響被認(rèn)為是小擾動，或者該影響被完全忽略。模型中假設(shè)顆粒的運(yùn)動單純由流體流動引起，流體與顆粒的速度滑移相對于平均流動來說是小量，這一滑移是顆粒擴(kuò)散的結(jié)果。它考慮了顆粒的滑移并涉及了顆粒和氣相間因滑移而引起的阻力，從而增加了顆粒群的動量方程，但求解典型程序仍與無滑移模型相同。

4、其優(yōu)點(diǎn)是考慮了顆粒的湍流擴(kuò)散、湍流粘性以及滑移引起的阻力，相對接近于實(shí)際情況。雙流體模型雙流體模型該模型的出發(fā)點(diǎn)是把顆粒群和氣體都作為連續(xù)介質(zhì)，兩者相互滲透組成雙流體或多流體系統(tǒng)，在歐拉坐標(biāo)系下考察氣粒兩相流動，即歐拉—?dú)W拉模擬湍流兩相流動。近年來雙流體模型已用于模擬一維非定常水汽兩相流、炮膛內(nèi)非定常二維湍流氣粒兩相流、氣粒兩相射流、有蒸發(fā)的液霧氣體射流、閉式同軸射流中氣體液霧流動與燃燒、帶有或不帶高速射流的突擴(kuò)燃燒室中二維及三維湍流回

5、流氣粒兩相流動和燃燒、四角噴燃爐中三維湍流旋流回流氣粒兩相流動和流化床中二維氣化過程等。顆粒軌道模型顆粒軌道模型顆粒軌道模型可分為：顆粒群軌道模型和隨機(jī)軌道模型。前者假設(shè)不存在顆粒擴(kuò)散，而后者利用MonteCarlo法計算，考慮了顆粒擴(kuò)散。顆粒軌道模型的主要優(yōu)點(diǎn)是計算工作量小，對有蒸發(fā)、揮發(fā)和異相反應(yīng)的顆粒相復(fù)雜經(jīng)歷時，能較好的追蹤顆粒的運(yùn)動，顆粒相用拉格朗日處理數(shù)值計算也不會產(chǎn)生偽擴(kuò)散。其缺點(diǎn)是對顆粒湍流擴(kuò)散缺乏較好的處理方法，不能全