基于縮放噴管的超聲速氣固兩相流動特性數(shù)值研究.pdf

1、超聲速氣固兩相流是一個比較重要的課題，它在民用、工業(yè)和國防中發(fā)揮著重要的作用。但它會和很多復雜的物理現(xiàn)象聯(lián)系在一起，由于固體顆粒的加入，流場中將會增加很多附加力，像Basset力等。試驗表明，顆粒和湍流之間的相互作用，顆粒之間相互作用以及顆粒和管壁之間的作用，顆粒的物理性能（大小，形狀，密度）等和邊界條件（管壁的粗糙度，進出口壓強比）都能影響到粒子的流動。
　　 本文研究了氣固兩相流在縮放噴管內的流動。主要包含兩部分內容，第一部

2、分采用了單流體模型對攜帶微小固體顆粒的氣固兩相流在準一維噴管內的流動進行了理論分析研究。試圖通過發(fā)展一種新的理論模型來評估不同壓強和裝載率以及顆粒直徑對于超聲速氣固兩相流動的影響。在一元等熵流動方程的基礎上進行拓展以使其能求解準一維穩(wěn)態(tài)的質量、動量守恒公式，并且分析了不同工況下的氣固兩相流的質量流量、馬赫數(shù)以及推力系數(shù)等參數(shù)。
　　 第二部分采用數(shù)值模擬方法和離散相模型研究了超聲速氣固兩相流的二維流動情況。使用了GAMBIT做網(wǎng)

3、格劃分，商業(yè)軟件FLUENT作為計算軟件。試圖獲得顆粒裝載率、顆粒直徑、顆粒密度以及進出口壓強比等參數(shù)對于氣固兩相流的影響。在計算中采用了N-S方程和k-ω湍流模型來求解氣相的流動，使用了非定常的離散相模型來模擬預測固體顆粒的流動。
　　 研究結果顯示，固體顆粒的存在給流動帶來很大的影響。氣相的激波強度、激波位置、分離點的位置都隨著固體顆粒的加入而發(fā)生變化;隨著固體顆粒裝載率、直徑、密度的變化，激波強度、位置以及分離點的位置和固