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超声速气固两相流在不同压强比下的数值模拟研究孙建国唬鹩⒆,金羲东言P偷慕浙’,第卷,第冢月近年来,气固两相流在超声速喷管中的流动得用广泛缁鸺平低场⑵κ渌蜕璞浮⑽拚注射系统等T谏鲜錾璞钢校较嗔鞯乃俣榷即到了超声速。超声速气固两相流会和许多复杂的物理作用联系在一起。由于固体颗粒的加入,流场中会增加很多与气相物理场的压力梯度有关的特殊附加力,如萚。颗粒和气体湍流之间的相互作用、颗粒之间的碰撞、颗粒和边界之间的撞击以及颗粒的物理性质,如体积大小,密度,形状,也能影一些专家和学者做过大量的研究来研究气固两相流动。陈伟等捎肗格式求解气相程,采用了方法模拟固相颗粒运动,数值模拟了三维管道超声速气固两相流场,分析了固体颗粒对流场结构产生的影响,计算结果表明将方法与椒ㄏ嘟岷鲜墙饩銎塘较嗔鞫侍萚数值分析了轴对称的超声速气固两相流在喷管内和围绕圆形柱体的流动,把气体看作连续相,固体小颗粒看作离散相,并且把颗粒团分成若干个微小有限体,结果发现在有限体内的颗粒和气相几乎具有相同的速度和温度,但气固两相混合物的性质在诸多方面和单相流动完全不同。然而上述文献中也存在不足,首先使用单颗或部分固体微粒的速度来预测颗粒群的速度显然是不够全面的。在超声速气固两相流中,颗粒的数量多、速度快,容易受到气相湍流的影响,因此对分析研究和实验手段提出了很高的要求。本文通过对植煌骨勘鹊牧较嗔髟诔喷管中的流动情况进行数值模拟,分析其内部流动情况和固体颗粒的速度和空间分布。在气力输送等等设备中,要求了解两相流的内部流动情况,例如无针注射器,要求固体颗粒有较均匀的速度和空间分布,本研究期望为此类设备的设计提供理论依据。离散相P椭屑偕韫烫蹇帕5奶寤常小,因此所占的体积通常可以忽略不计;颗粒是圆球体且大小一致;惰性粒子,它们不会与周围的颗粒本文所使用的模型如图荆绻艿慕凇⒑部、出口的直径分别为、、琋,.浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州;捕ü⒋笱Вü捕到了较高的关注,在众多工业设备和国防设施中应响两相流动的特性的一种有效途径。交换质量,也不会发生化学反应。为了得到文章编号:———摘要:使用中的离散相P投圆煌骨勘认碌钠塘较嗔髟诔倥绻苤械牧鞫⒎植嫉情况进行了数值模拟研究。结果显示:两相流在喷管壁上的压力分布波动较大;在较小压强比条件下,固体颗粒的速度分布较均匀;当压强比增加时,固体颗粒的速度分布在径向上呈中间高,边界低的曲线状;大的压强比能获得较高的颗粒速度和激波强度。关键词:超声速;气固两相流;悬浮流动;缩放喷嘴;压强比中图分类号:.文献标志码:猅收稿日期:——基金项目:国家自然科学基金,浙江省科技计划项目作者简介:孙建国,男,山东菏泽人,硕士研究生,主要从事电液控制与流体传动的研究。通信作者:金英子,电子邮箱:畒甤
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意扑惴椒ê捅呓缣跫峁治第稳定的模拟结果,在原模型的基础上,对喷管的进出口进行了拓展,进口拓展到的区域,出口拓展到那E绻艿某隹谥本;进而将计算区域划分为銮颍航诙危缱旌统隹诙巍J褂昧进行网格的划分,网格为结构化四边形。因为喷管是中心对称的结构,故而在计算中采用了蚧P汀2⒃诒诿娓浇褂眉用艿谋呓绮阃格以获得较为准确的边界流动和较小的值。网格独立试验结果如图荆疚暮笮扑使用的模型网格数为2唤鲆蛭K薪闲的误差,还因为它有较好的收敛性和较小的值。⒚、质量流量为由于颗粒相