国标厚壁大口径保温管件

时间：2015-11-20

　　欧拉模型的特点是假设粒子通过湍动扩散运动到邻近壁面且根据自由飞射机理到达壁面<1013>；粒子沉积的拉格朗日模拟通常更像物理实验，因为模拟结果是针对各种粒径的分散的粒子且模拟的流动条件明确。湍流中粒子沉积的拉格朗日模拟包括两步：第一步为在数学上描述流场；第二步为将粒子释放在模拟流中，然后基于粒子的运动方程追踪粒子的运动轨迹。

　　McLaughlin**在由直接的数值模拟（DNS）产生的湍流场中进行了粒子沉积的拉格朗日模拟<14>；Brooke等人在扩散碰撞区只考虑曳力的情况下，在基于DNS产生的竖直通道流中进行了拉格朗日粒子追踪<1516>；Uijttewaal等人在由DNS和LES产生的竖向圆柱管流中完成了惯性缓冲区内粒子的模拟<17>；Zhang等人在由DNS产生的管道流中分析了粒子在垂直壁和水平底部的沉积<18>，研究主要集中在由于提升力的改变导致垂直向**和垂直向下流之间粒子沉积的差别，然而这个研究的*特之处在于它是一个惟一包括底部沉积的DNS拉格朗日模拟。粒子沉积的拉格朗日模拟已显示出和实验数据有较好的吻合性，因此，湍流中粒子沉积的拉格朗日模拟的结果可为空调通风管道中粒子沉积的预测提供一些信息。

　　旋涡粒子相互作用模型（旋涡生存期模型）是一种用来追踪模拟流中所负载粒子的拉格朗日随机步行模型，这种模型要求给定粒子速度和位置的初始条件，就可以分析计算单个粒子的运动，计算时认为粒子和具有一个特征大小、生存期和速度的旋涡有相互作用。Govan等人利用一维耦合拉格朗日旋涡粒子相互作用模型（旋涡生存期模型）预测了湍流中粒子的沉积<19>。

　　采用CFD中的旋涡粒子相互作用模型模拟追踪了较大数量的粒子且考虑了粒子和流场间的一维耦合，这与通风管道中的粒子小负载是相对应的，这些粒子不改变空气流的动力学特性。本文选择一维耦合拉格朗日旋涡粒子相互作用　　拉格朗日模拟方法在有适当边界条件的任意形状的流动区域内利用有限体积法求解NS方程和连续性方程。通过求解给定粒子的运动方程计算粒子的轨迹，利用暖通空调维耦合拉格朗日旋涡粒子相互作用模型研究通风管道中的粒子沉积。

　　采用标准壁函数计算平均速度场和湍动雷诺应力分量。利用有限体积法进行速度分量和雷诺应力湍动分量的收敛，各值均小于10-6。离散方法是二阶迎风法和SIMPLE运算法则。

　　粒子轨迹模型除了求解连续流的雷诺应力传输模型外，一个离散的轨迹模型也即拉格朗日一维耦合旋涡粒子相互作用模型应用在粒子的轨迹模拟中，这种方法把粒子相分成一系列有代表性的单个分散粒子，然后通过流动区域求解粒子的运动方程来分别追踪这些粒子。追踪粒子时进行了下列假设：1）固体壁面无粒子反弹；2）粒子沉积过程中无粒子凝聚；3）所有粒子是球形的固体粒子。

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