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Numerical study of two-phase turbulent flow.

机译：两相湍流的数值研究。

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摘要

In this thesis we calculate various Lagrangian correlation functions for fluid and particle velocities along the trajectories of the particles in two-phase turbulent flow cases.;We consider the case of stationary homogeneous isotropic turbulence laden with mono-dispersed particles. The particle size is assumed to be smaller than the average smallest scales of turbulence i.e., Kolmogorov length scale. This allows us to treat particles as point particles and their motion can be calculated using Newton's second law coupled with Stokes drag force acting on the particles due to surrounding turbulent fluid flow. For simulation of stationary homogeneous isotropic turbulence, we use Kinetic Simulation (KS) method which was proposed by Kraichnan and further developed and used in recent years to study fundamental aspects of behavior of particles in isotropic turbulent flow. In this KS, we then simulate instantaneous trajectories of 10000 particles and generate data on particles position, velocity and fluid velocity at particles' locations. These results are utilized to calculate various Lagrangian correlations (for particle and fluid velocities) along the particles' trajectories.;The present KS based study of particle laden flow captures phenomenon of preferential distribution of particles. This phenomenon suggests that particles have tendency to form clusters as flow evolves from initially uniform distribution of particles in the isotropic flow. It has been observed in the present study that various time autocorrelations of velocity components tend toward zero value for large time difference and which is consistent with other existing studies.
机译：本文在两相湍流情况下，计算了沿着颗粒轨迹的流体和颗粒速度的各种拉格朗日相关函数。我们考虑了单分散颗粒负载的均匀均质各向同性湍流的情况。假定粒径小于湍流的平均最小尺度，即Kolmogorov长度尺度。这使我们可以将粒子视为点粒子，并且可以使用牛顿第二定律结合斯托克斯拖曳力（由于周围的湍流流体作用在粒子上）来计算粒子的运动。为了模拟静止的均质各向同性湍流，我们使用了动力学模拟（KS）方法，该方法由Kraichnan提出，并在近年来得到进一步发展和使用，用于研究各向同性湍流中颗粒行为的基本方面。在此KS中，我们然后模拟10000个粒子的瞬时轨迹，并生成有关粒子位置，速度和粒子位置处的流体速度的数据。这些结果被用来计算沿着粒子轨迹的各种拉格朗日相关性（对于粒子和流体的速度）。；基于KS的当前基于粒子载流的研究捕获了粒子优先分布的现象。这种现象表明，随着各向同性流中颗粒的初始均匀分布，随着流的发展，颗粒倾向于形成簇。在本研究中已经观察到，对于大的时差，速度分量的各种时间自相关趋向于零值，这与其他现有研究一致。

著录项

  • 作者

    Mantilla Gonzalez, Angel Rafael.;

  • 作者单位

    University of Puerto Rico, Mayaguez (Puerto Rico).;

  • 授予单位 University of Puerto Rico, Mayaguez (Puerto Rico).;
  • 学科 Engineering Mechanical.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2009
  • 页码 90 p.
  • 总页数 90
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 机械、仪表工业;
  • 关键词

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