基于粒子图像测速(PIV)技术的圆盘桨搅拌槽湍流动能耗散率研究

胡帅, 王瀚彬, 毕丰雷, 李隽森, 贺来宾

北京化工大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (05) : 39-45. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2024.05.005

基于粒子图像测速(PIV)技术的圆盘桨搅拌槽湍流动能耗散率研究

  • 胡帅, 王瀚彬, 毕丰雷, 李隽森, 贺来宾
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摘要

在边长L为220 mm的方形搅拌槽内,采用高解析率的二维粒子图像测速(PIV)技术在搅拌雷诺数Re=1 300下对圆盘桨形成的流场进行研究,得到Kolmogorov尺度下的高解析流场。基于流场数据和各向同性假设得到湍流动能分布,并比较了直接定义法和大涡PIV法计算的湍流动能耗散率。结果表明:当离底高度C=0.15L时,圆盘桨的流型呈现出独特的单循环流型,流体主要旋涡为单旋涡结构;搅拌槽内湍流动能的最大值出现在桨叶排出流的末端;在Kolmogorov空间解析尺度下直接定义法计算得到的湍流动能耗散率大于大涡PIV法,并且湍流动能耗散率的峰值位于桨叶端和排出流区域。直接数值模拟的验证结果表明,这两种计算方法中使用的各向同性假设是合理的。

关键词

搅拌槽 / 粒子图像测速(PIV) / Kolmogorov尺度 / 湍流动能耗散率 / 直接数值模拟

中图分类号

TQ051.72

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胡帅, 王瀚彬, 毕丰雷, 李隽森, 贺来宾. 基于粒子图像测速(PIV)技术的圆盘桨搅拌槽湍流动能耗散率研究. 北京化工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 39-45 https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2024.05.005

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