大涡模拟中新型亚格子脉动速度拉格朗日模型：封闭策略与应用前景

在大涡模拟这一复杂的数值计算领域中，颗粒拉格朗日轨道方法是一种广泛使用的模拟策略，用于研究两相流中颗粒的行为。本文由王兵和张会强两位作者共同完成，他们在《中国科技论文在线》上发表了一篇关于亚格子尺度脉动速度封闭模型的首发论文。该模型是针对大涡模拟中的一个重要问题，即如何准确模拟颗粒在湍流背景下的运动，特别是考虑到亚格子尺度的脉动速度。 当前的大涡模拟通常依赖于随机力模型和随机速度模型来近似处理不可见的亚格子尺度运动。然而，这些模型可能无法完全捕捉到湍流复杂性的细微之处。王兵和张会强提出的新型封闭模型，是从亚格子尺度脉动速度控制方程出发的，它摒弃了传统的随机性假设，转而采用流动的局部平衡假设。这种创新的方法旨在更精确地模拟脉动速度对颗粒轨迹的影响，从而提高模拟结果的精度。 该模型的核心关联因素包括亚格子尺度应力，这是描述湍流内部动态的关键参数；湍流积分时间尺度，它反映了流体运动的整体行为；以及颗粒的弛豫时间，这直接影响颗粒在流场中的响应。封闭模型的建立表明了作者们对于解决大涡模拟中颗粒动力学问题的新视角，它可能在提高模拟效率和准确性方面带来显著的进步。 然而，尽管这个模型显示出巨大的潜力，但其实际应用和与其他模型的对比性研究仍处在初级阶段。未来的研究方向可能包括模型的进一步优化，以及在不同物理条件和工程应用中的验证。这种亚格子尺度脉动速度封闭模型的提出，无疑为大涡模拟领域的理论发展和实际应用提供了新的思考维度，推动了两相湍流仿真技术的发展。