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(dòng)規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化具有重要的研究?jī)r(jià)值。關(guān)于顆粒系統(tǒng)的一般動(dòng)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(guò)聯(lián)合求解一般動(dòng)力學(xué)方程和流體運(yùn)動(dòng)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(dòng)力學(xué)方程的近似方法。通過(guò)假定顆粒濃度關(guān)于顆粒尺寸滿(mǎn)足對(duì)數(shù)正態(tài)分布，將原方程簡(jiǎn)化為關(guān)于矩變量的3個(gè)方程。求解這3個(gè)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(huà)顆粒的空間分布情況。
　　 本文通過(guò)在原有的三階矩方程中加入湍流擴(kuò)散項(xiàng)，并通過(guò)給定湍流施密特?cái)?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(jì)平均模型中進(jìn)行求解。隨后，對(duì)含有納米顆粒的受限平面射流的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。計(jì)算中采用了重整化群k-ε模型來(lái)模擬湍流運(yùn)動(dòng)，通過(guò)“用戶(hù)自定義標(biāo)量”將矩方程導(dǎo)入計(jì)算軟件中同步求解。計(jì)算結(jié)果定性地反映了湍流擴(kuò)散和顆粒凝并對(duì)顆粒分布的影響，并為