统一气体动力学波粒方法VI：分散稀薄的气体颗粒多相流
摘要：统一气动波粒方案（UGKWP）用于分散稀疏气固多相流。气相总是处于流体力学状态。然而，颗粒相随着局部颗粒相库仑数的变化，涵盖了颗粒轨迹交叉到流体力学波相互作用的不同流动区域。通过耦合的波粒子公式，在颗粒相中捕获多尺度传输机制是UGKWP的一个适当方法。在强颗粒碰撞的区域，固体颗粒的演变将由具有准平衡分布的解析波随后进行；而在稀疏区域，非平衡颗粒相将通过颗粒追踪和碰撞来捕获，这在恢复颗粒轨迹交叉行为中起到决定性作用。采用气动动力学方案（GKS）来模拟气体流动。在颗粒高度碰撞区域，UGKWP不会采样颗粒，而具有流体力学气体相的固体颗粒的波公式将把系统减少为两流体欧拉模型。另一方面，在颗粒无碰撞区域，UGKWP将跟踪固体颗粒的自由传输，并返回气体和颗粒的欧拉-拉格朗日公式耦合系统。该方案将在所有的流动区域进行测试，包括非平衡颗粒轨迹交叉，不同库仑数下的颗粒浓度以及随着斯托克斯数的变化的颗粒流的分散。模拟冲击诱导颗粒床流化的实验并将结果与实验测量进行比较。这些数值解验证了所提方案适用于模拟气固多相流动的合适性。
作者：Xiaojian Yang, Chang Liu, Xing Ji, Wei Shyy, Kun Xu
论文ID：2107.05075
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2022-03-14