近壁湍流和微颗粒的两相作用及减阻效应  

Numerical Investigation of Particle Interaction with Wall-Bounded Turbulence and Drag Reduction

作　　者：唐一敏[1] 陈林烽[1] 董宇红[1] 

机构地区：[1]上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海200072

出　　处：《上海大学学报（自然科学版）》2012年第3期282-287,共6页Journal of Shanghai University:Natural Science Edition

基　　金：国家自然科学基金资助项目(10972132);上海市教委科研创新基金资助项目(09YZ03);上海大学研究生创新基金资助项目(SHUCX102359)

摘　　要：为研究颗粒和近壁湍流的相互作用和流动阻力问题,采用点-力双向耦合模型并结合Lagrange粒子追踪法,对负载颗粒的槽道湍流进行直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS).同时,从含颗粒作用外力项的NavierStokes方程出发,推导颗粒加载湍流的阻力系数表达式.考察较低容积比下粒径小于Kolomogrov尺度的颗粒对湍流结构的调制以及湍流减阻现象,讨论颗粒尺度和数量等加载参数对阻力系数的影响,发现在本研究范围内的细微颗粒对湍流的调制以抑制作用为主,同时产生明显的减阻效应.This paper reports turbulence modulations and the accompanying drag reduction observed in approach is used to describe the dynamics of particles, and derive a formula of drag coefficient from Navier-Stokes equations. Flow visualizations show that turbulence production can be suppressed by particles. Comparing the results of particle-laden and unladen flows, the impact of the diameter and number of the particles on friction reduction are examined.

关 键 词：颗粒 直接数值模拟 双向耦合 阻力系数 湍流调制 

分 类 号：O351[理学—流体力学]