带热传递粒子悬浮流的直接数值模拟研究

伴随热传递的粒子悬浮流是各种工业领域中常见的一类复杂流动，而直接数值模拟是近年来探寻这一类复杂流动过程物理本质的一种新的有效途径，因而对伴随热传递过程的粒子悬浮流动进行直接数值模拟研究具有重要意义。基于非贴体网格的虚拟区域方法是直接数值模拟粒子悬浮流的新方法，本项目申请者在前期工作中，已基于虚拟区域方法实现了带热传递粒子流的二维模拟。本项目将在已有的工作基础上，通过研究把针对带热传递粒子悬浮流的虚拟区域方法进一步推广到三维情形、粒子形变情形和非牛顿流体情形，给出一种稳定、高效的直接数值模拟方法，并验证方法的精度和可靠性。然后将推广后的方法应用于几个典型的带热传递粒子悬浮流的流动问题，研究其中的流动特征和传热特性。