基于大渦模擬的室內(nèi)懸浮顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、室內(nèi)環(huán)境對(duì)人體健康有著重要的影響，懸浮顆粒物已成為危害室內(nèi)人員身心健康的最大污染物之一。為此，研究室內(nèi)顆粒物彌散規(guī)律和運(yùn)動(dòng)特性對(duì)提高室內(nèi)空氣品質(zhì)、促進(jìn)室內(nèi)環(huán)境健康發(fā)展有重要意義。而自上世紀(jì)60年代以來，基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的數(shù)值模擬技術(shù)，已成為流體力學(xué)研究中繼理論分析、實(shí)驗(yàn)研究的又一支柱領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，CFD方法正越來越受到科研人員和設(shè)計(jì)工程師的的重視。
　　 第一章主要是從懸浮顆粒的研究現(xiàn)狀、數(shù)值模擬求解

2、方法、氣粒多相流模型等方面對(duì)前人所作工作進(jìn)行了綜述?？偨Y(jié)了現(xiàn)有模型或處理方法在應(yīng)用到室內(nèi)細(xì)顆粒數(shù)值模擬方面的局限性，提出了課題擬研究的內(nèi)容。
　　 第二章主要是對(duì)比分析選擇適合氣相湍流方法以及氣粒兩相流模型。從眾多的湍流模型中，本文選擇計(jì)算精度高、能夠?qū)λ矔r(shí)流場(chǎng)信息準(zhǔn)確把握的大渦模型。避免了頗具爭(zhēng)議的常規(guī)壁面函數(shù)方法以及多達(dá)14個(gè)人為選取的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)的雷諾應(yīng)力模型。同時(shí)對(duì)顆粒相的計(jì)算則選擇基于拉格朗日坐標(biāo)下的DPM模型，能夠?qū)γ總€(gè)

3、顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，又避免了歐拉法需要輸入過多受力參數(shù)、碰撞規(guī)律等的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，從而在缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)前提下保證計(jì)算準(zhǔn)確性。本章還對(duì)常見壁面顆粒碰撞模型進(jìn)行了介紹，以及LES模型方法對(duì)近壁處的處理方法。
　　 第三章主要是在前兩章的理論基礎(chǔ)上，采用了基于Smagorinsky亞格子模型的LES數(shù)值模擬方法計(jì)算了兩套三維模型的氣流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律，比較本文模擬結(jié)果與前任實(shí)驗(yàn)值對(duì)本文模型進(jìn)行驗(yàn)證。數(shù)值模擬結(jié)果比較準(zhǔn)確地再現(xiàn)了流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)特征

4、，與其他N-S方程的雷諾平均模型相比，LES數(shù)值模擬方法能夠更加精確的捕捉流場(chǎng)變化信息，同時(shí)LES方法能夠?qū)α鲌?chǎng)瞬時(shí)信息有詳細(xì)的分析，這對(duì)湍流流場(chǎng)的研究是十分有價(jià)值的。
　　 第四章則是在第三章對(duì)room2三維模型流場(chǎng)研究基礎(chǔ)上加入了拉格朗日坐標(biāo)下的DPM模型，并對(duì)其中的顆粒物彌散規(guī)律進(jìn)行了研究。假定顆粒相只有流體曳力和重力作用，同時(shí)選取了三種不同壁面模型，初始時(shí)刻顆粒相均勻分布于room2的Zone1區(qū)域，研究了在通風(fēng)情況下Z