基于PDF理論的顆粒兩階矩Lagrange模型及數(shù)值模擬.pdf

1、本文主要研究拉氏體系中顆粒運動朗之萬方程和PDF輸運方程所包含的顆粒運動信息之間的關(guān)系，文章分別從朗之萬方程和PDF輸運方程出發(fā)得到顆粒運動一階矩與二階矩方程組，然后將這兩種不同方法得到的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一比較,并在此基礎(chǔ)上提出顆粒兩階矩Lagrange模型，最后將此模型應(yīng)用于后臺階氣固兩相流流場的模擬。
　　全文總共分為五個部分：
　　第一章，主要分析了國內(nèi)外 PDF兩相流理論及數(shù)值解法的研究現(xiàn)狀，尤其是針對顆粒軌道方法的研究，

2、本章在本課題組的部分研究成果的基礎(chǔ)上，提出本文的研究目的并提出本文要解決的問題。
　　第二章，首先給出拉氏體系中建立 PDF輸運方程的出發(fā)點：顆粒運動朗之萬方程和兩相朗之萬方程，繼而給出基于色噪聲擴(kuò)維法和統(tǒng)一色噪聲法所建立的PDF輸運方程，最后，給出主要PDF輸運方程的統(tǒng)一形式。
　　第三章，基于PDF輸運方程推導(dǎo)出顆粒特性分布的一階矩（平均值）及二階矩（協(xié)方差）滿足的常微分方程組，接下來再從顆粒運動朗之萬方程獲得氣固兩相流

3、顆粒特性分布的一階矩、二階矩方程組，并將兩種方法獲得的方程組進(jìn)行比較。文中指出顆粒運動朗之萬方程和PDF輸運方程包含相同的顆粒運動平均量及雷諾應(yīng)力的信息，從而進(jìn)一步證明了PDF理論的可靠性。
　　第四章，以顆粒運動平均量及協(xié)方差滿足的方程組建立顆粒二階矩Lagrange模型，以此作為氣固兩相流流動顆粒相模型。把所建立的模型應(yīng)用于模擬后臺階氣固兩相流流場，把模擬得到的顆粒運動平均速度、脈動速度與實驗值進(jìn)行對比，并計算得到一些較難測量

4、的二階矩信息。本文給出了三種情況下的模擬結(jié)果，分別基于色噪聲擴(kuò)維法各向同性、色噪聲擴(kuò)維法各向異性和統(tǒng)一色噪聲法，并對這三種情況下的結(jié)果進(jìn)行對比。
　　第五章，對本文的主要工作總結(jié)展望，指出本文未解決的問題以及繼續(xù)研究的構(gòu)想。在利用不同的數(shù)學(xué)物理方法獲得 PDF輸運方程的過程中，部分信息被過濾或者丟失，還有一部分信息被以往的研究者所忽視，本文所建立的二階矩Lagrange模型可以獲得比以往的研究理論更多的顆粒運動信息。本文的研究可以