基于三階矩方法的納米顆粒凝并與湍流擴(kuò)散的數(shù)值模擬.pdf

1、納米顆粒氣溶膠的運(yùn)動規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化具有重要的研究價值。關(guān)于顆粒系統(tǒng)的一般動力學(xué)方程描述了顆粒之間及顆粒與流體介質(zhì)之間的各種作用，如濃縮，成核，凝并，表面反應(yīng)等。通過聯(lián)合求解一般動力學(xué)方程和流體運(yùn)動方程，可以掌握顆粒的各種物理化學(xué)性質(zhì)及其在流體中的分布變化。
　　 三階矩方法是一種求解一般動力學(xué)方程的近似方法。通過假定顆粒濃度關(guān)于顆粒尺寸滿足對數(shù)正態(tài)分布，將原方程簡化為關(guān)于矩變量的3個方程。求解這3個方程，可以得到顆

2、粒的濃度、平均體積和體積標(biāo)準(zhǔn)差，從而近似地刻畫顆粒的空間分布情況。
　　 本文通過在原有的三階矩方程中加入湍流擴(kuò)散項(xiàng)，并通過給定湍流施密特數(shù)的方法得到湍流擴(kuò)散系數(shù)，使該方程可以應(yīng)用在湍流的統(tǒng)計平均模型中進(jìn)行求解。隨后，對含有納米顆粒的受限平面射流的發(fā)展過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。計算中采用了重整化群k-ε模型來模擬湍流運(yùn)動，通過“用戶自定義標(biāo)量”將矩方程導(dǎo)入計算軟件中同步求解。計算結(jié)果定性地反映了湍流擴(kuò)散和顆粒凝并對顆粒分布的影響，并為