卓　俊，黄流兴，牛胜利，谢红刚

(西北核技术研究所,西安710024)



湍流边界层中颗粒物扩散的双拉格朗日模拟计算

卓俊，黄流兴，牛胜利，谢红刚

(西北核技术研究所,西安710024)

采用拉格朗日方法模拟计算了湍流边界层中气相粒子和颗粒物的运动。其中，气相粒子在流场中按平均风速输送，用一系列随机位移，模拟湍流对扩散的影响，分析了颗粒物在流场中的受力情况，建立了求解颗粒物扩散轨迹的牛顿运动方程。用该方法模拟平板边界层内颗粒物的扩散行为，给出了颗粒物受力及在边界层内的运动轨迹，并将计算的质量通量与文献中的实测值进行了比较。结果表明：计算值与实测值基本吻合，初步验证了本文方法在模拟颗粒物扩散时的可靠性。

气固两相流；颗粒物；湍流；扩散；双拉格朗日

颗粒流体系统在自然界中普遍存在，与生态环境、工业过程及人们日常生活的各个方面密切相关。颗粒流体系统涉及颗粒物输运以及流场与周围环境的相互作用，准确预测颗粒物扩散是环境工程和工农业生产中的重要课题之一[1-3]。同时，湍流流动是自然界常见的现象，在多数工程问题中流体的流动往往处于湍流状态，湍流流动特征在工程中占有重要的地位，湍流研究一直受到研究者的高度重视。

目前，预测粒子在湍流场中扩散的数值计算方法主要有欧拉-欧拉方法和欧拉-拉格朗日方法两种[4-5]。欧拉-欧拉方法，也称为颗粒相拟流体模型，已广泛应用于稠密颗粒相的气固流动体系中。……