插值核函数和网格细化对双向耦合点粒子模拟的影响
摘要：二向耦合点粒子欧拉-拉格朗日模型在网格细化条件下准确捕捉粒子-流动相互作用的预测能力进行了系统评估。考虑了两种情况，一是在静止粒子上的均匀流动，二是含有科尔莫哥洛夫尺度粒子的衰减各向同性湍流。粒子-流体相互作用使用仅有标准阻力定律建模，这是大密度比系统的典型情况。采用分区区域、对流扩散反应模型（Zonal-ADR模型）来获得所需的未受扰动流速以用于阻力闭合。采用了两种主要类型的插值核函数，即基于网格和基于粒子尺寸的函数。详细评估了插值核函数对捕捉粒子-流体相互作用、动能、衰减率和粒子加速统计量的影响。研究结果表明，与宽度与网格尺寸成比例的核函数相比，宽度与粒子尺寸成比例的插值核函数在网格细化下表现得更好。使用基于粒子尺寸的插值核函数可以获得与空间分辨率收敛的结果，无论是否考虑自干扰效应。虽然使用基于粒子尺寸的插值核函数在空间收敛方面表现更好，而且优于基于网格尺寸的核函数，但在收敛结果中仍然可以观察到一些小差异，尤其是当粒子尺寸大于网格尺寸时，这些差异表明需要通过自干扰修正来获得最佳结果。
作者：Nathan A. Keane (1), Sourabh V. Apte (2), Suhas S. Jain (3) and Makrand A. Khanwale (3) ((1) College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Oregon State University, (2) School of Mechanical, Industrial, and Manufacturing Engineering, Oregon State University, (3) Center for Turbulence Research, Stanford University)
论文ID：2303.17756
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-22