基于涡动力学的点力颗粒两相流摩阻分解理论方程

【作者】 毕京源； 李青； 潘翀； 张传鸿； 郑钦敏； 贺曦；

【机构】 南京航空航天大学航空学院； 天目山实验室； 北京航空航天大学航空科学与工程学院； 北京航空航天大学国际创新研究院/中国商飞-北航大飞机研究院(杭州)； 北京航空航天大学宁波创新研究院；

【摘要】 复杂几何外形流体机械的颗粒两相流现象丰富且机理复杂。首先,采用Lame系数对一般坐标系和笛卡尔坐标系进行变换和Reynold平均分解技术,理论推导了边界层涡动力学方程摩阻分解方程。Lame系数的引入使得理论方程可用于分析复杂几何外形的摩阻生成机理。理论方程表明,边界层摩阻的产生是近壁面平均附着涡和多尺度的涡动力学过程综合作用的结果,其中,涡动力学过程对边界层摩阻的贡献包括平均尺度和脉动尺度涡结构的输运和拉伸。其次,理论推导了考虑点力颗粒效应的边界层涡动力学摩阻分解理论方程,理论方程表明,颗粒对边界层摩阻的贡献同样包含平均尺度和脉动尺度效应。研究建立了摩阻与涡动力学过程的直接联系并给出了理论表达式,为分析颗粒对复杂几何外形流体机械摩阻生成的影响提供了理论依据。更多还原