非均匀气固两相复杂流动体系的多尺度分析与计算

近年来，应用基于计算流体力学（CFD）方法的双流体模型研究气固两相流动，受到越来越多的重视。然而，不同于单相流动的模拟，以多尺度非均匀结构为特征的复杂多相流动，却对传统的双流体模型提出了新的挑战。模拟的关键问题是要对物理模型中各种相互作用的相对控制和相互协调机制进行准确和合理的表征。例如对于快速流态化，反映气固相间作用的曳力系数被认为是一个关键参数，但却是现有双流体模型的一个薄弱环节。本项研究拟将多尺度方法和双流体模型相结合，在改进能量最小多尺度(EMMS)模型的基础上，考虑非均匀结构对曳力系数的影响，建立多尺度曳力模型；改进原有的双流体模型，建立两相两流体模型；应用多尺度方法分析双流体模型中各种相互作用的相互协调机制。将模型应用于快速流化、湍动流化等复杂流动体系的数值模拟，并与可靠的实验数据进行对比验证。为工业装置的流体力学模拟提供一种新的物理模型。