申请/专利权人：中国农业大学

申请日：2023-04-03

公开（公告）日：2023-07-28

公开（公告）号：CN116502552A

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/25;G06F119/14;G06F119/06;G06F113/08;G06F111/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.08.15#实质审查的生效;2023.07.28#公开

摘要：本发明公开了属于工程计算流体力学领域的一种稀疏水沙二相条件下水体湍能增益度的分离式计算方法：引入正增益惯性因子及追随因子来分别表征颗粒惯性及其追随行为对水体湍能的强化作用，引入负增益惯性因子及追随因子来分别表征颗粒惯性及其追随行为对水体湍能的耗散作用；基于正增益惯性因子及追随因子确定水体正增益度，基于负增益惯性因子及追随因子确定水体负增益率；将所述正增益度和负增益率分别添加至水相涡粘度和湍能输运方程源项后可计算获取更精确的水体湍能值。本发明提供的一种分离式计算方法避免了现有方法因显式干涉作用而对水体湍能预测不准的问题，在工程中能更好地适应稀疏水沙二相流的特点，从而有效改善水体湍能的预测效果。

主权项：1.一种稀疏水沙二相条件下水体湍能增益度的分离式计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：定义正增益惯性因子MPI和正增益追随因子MPT，用来分别表征颗粒自身惯性和颗粒追随行为对水体湍能强化效应的影响；步骤二：根据所述正增益惯性因子MPI和所述正增益追随因子MPT，确定水体湍能的正增益度；步骤三：引入负增益惯性因子MNI和负增益追随因子MNT，用来分别表征颗粒自身惯性和颗粒追随行为对水体湍能耗散效应的影响；步骤四：根据所述负增益惯性因子MNI和所述负增益追随因子MNT，确定水体湍能的负增益率；步骤五：将所述水体湍能的正增益度独立添加到水相的涡粘度中，用来计算尾迹强化导致的水体湍能增加量；步骤六：将所述水体湍能的负增益率独立添加到水相的湍能输运方程源项中，用来计算流阻耗散导致的水体湍能降低率；步骤七：利用所建立的分离式计算方法，结合经典的SSTk-ω湍流模型开展稀疏水沙二相流数值计算，可以获取更精确的水体湍能数据；所述正增益惯性因子MPI由下式得出： 其中，ρs为沙相密度，ρf为水体密度，ds为沙相颗粒直径，g为重力加速度，αs为沙相体积浓度，μf为水相动力粘度；所述正增益追随因子MPT由下式得出： 其中，Rep为平均颗粒雷诺数，uf和us分别为水体和沙相速度矢量，υf为水相运动粘度；所述平均颗粒雷诺数Rep由下式得出： 所述负增益惯性因子MNI由下式得出： 所述负增益追随因子MNT由下式得出： 其中，为脉动颗粒雷诺数，kf为水相湍能；所述水体湍能负增益率δk-由下式得出： 所述水体湍能的正增益度δk+由下式得出：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国农业大学 稀疏水沙二相条件下水体湍能增益度的分离式计算方法

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