泡状流相分布及湍流结构的欧拉-拉格朗日双向耦合数值研究

庞明军 1; 魏进家 1; 刘海燕 1; 2; 宇波 3

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泡状流相分布及湍流结构的欧拉-拉格朗日双向耦合数值研究

更新时间：2025-07-09

- 泡状流相分布及湍流结构的欧拉-拉格朗日双向耦合数值研究
- Numerical Investigation on Phase Distribution and Turbulence of Liquid in Bubbly Flow Using Euler-Lagrange Two-Way Method
- 西安交通大学学报 2010年44卷第7期页码：1-5
- 作者机构：
  
  1. 西安交通大学苏州研究院,江苏,苏州,215021
  2. 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2009-11-20. 作者简介: 庞明军(1976-),男,博士生,讲师;魏进家(联系人),男,教授,博士生导师. 基金项目: 江苏省自然科学基金资助项目(BK2009145);国家自然科学基金资助项目(10602043,50876114);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090201110002)
- DOI：
  中图分类号： TK124
- 网络首发：2010-07-10，
  
  纸质出版：2010
- 稿件说明：
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庞明军 1, 魏进家 1, 刘海燕 1, 等. 泡状流相分布及湍流结构的欧拉-拉格朗日双向耦合数值研究[J]. 西安交通大学学报, 2010,44(7):1-5.

Numerical Investigation on Phase Distribution and Turbulence of Liquid in Bubbly Flow Using Euler-Lagrange Two-Way Method[J]. 2010, 44(7): 1-5.
庞明军 1, 魏进家 1, 刘海燕 1, 等. 泡状流相分布及湍流结构的欧拉-拉格朗日双向耦合数值研究[J]. 西安交通大学学报, 2010,44(7):1-5. DOI：

Numerical Investigation on Phase Distribution and Turbulence of Liquid in Bubbly Flow Using Euler-Lagrange Two-Way Method[J]. 2010, 44(7): 1-5. DOI：

摘要

使用欧拉-拉格朗日双向耦合数值模拟方法对泡状流的相分布及气泡对液相湍流产生的影响做了详细的调查.液相的速度场采用直接数值模拟方法求解

气泡的运动轨迹由牛顿运动方程计算.相间的耦合是把相间作用力作为液相动量方程的源相来实现的

所考虑的相间作用力有阻力、剪切升力、惯性力等.研究表明:阻力、浮力、剪切升力和虚拟质量力对气泡的运动具有重要影响

大量的气泡在剪切升力的作用下聚集在壁面附近; 与单液体相相比

气泡的加入使液相的平均速度、湍流强度和雷诺应力均有一定幅度的降低

而且气泡的加入修改了阻力系数公式.

Abstract

The phase distribution and the effect of bubbles on turbulence of liquid were investigated using the Euler-Lagrange two-way method. The liquid-phase velocity field was solved with the direct numerical simulation(DNS)in the Euler frame of reference

and the bubble motion track was calculated by the Newtonian motion equations considering interaction forces including drag force

shear lift force

inertia force

etc.

in the Lagrange fame of reference. The coupling between phases was realized by regarding the interphase forces as momentum source terms of the continuous phase.The result indicates that the drag force

the buoyant force

the shear lift force

and the virtual mass force have greater effect on the motion of bubbles

and the majority of bubbles accumulate near the walls. Compared with the single liquid phase

the addition of bubbles reduces the streamwise mean velocity

turbulent intensity

and the Reynolds stress of the liquid phase. In addition

the injection of bubbles modifies the turbulent frictional coefficient model.

关键词

Keywords

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