拉格朗日颗粒追踪与双向耦合

Euler–Lagrange 方法在连续相流场中追踪代表性颗粒包。它适合分散相体积分数较低、粒子轨迹和停留时间重要的问题。

1. 运动方程

颗粒受力通常包括阻力、重力/浮力，必要时加入升力、压力梯度、虚质量和布朗力。阻力关联式依赖粒子 Re、形状和局部浓度，非球形颗粒需额外修正。

2. 注入定义

定义粒径分布、密度、温度、速度、质量流率、空间分布和释放时间。数值颗粒包数量应足够，使沉积率和停留时间统计不再随样本量显著变化。

3. 湍流扩散

RANS 只提供平均流场，颗粒脉动扩散常用随机游走或涡相互作用模型补充。随机模型需要不同随机种子或足够样本评估统计波动。

4. 壁面与耦合

壁面可捕集、反弹、滑移、破碎或再悬浮。高质量负载时，颗粒向流体回传动量和能量，需要双向耦合；更高浓度可能超出离散稀相假设。

5. 验证

检查注入质量等于逃逸、捕集和域内存量之和。比较终端沉降速度、弯管沉积率或实验粒径分级，并报告样本独立性。

6. 参考资料

1. Crowe et al., Multiphase Flows with Droplets and Particles.
2. Maxey & Riley, “Equation of Motion for a Small Rigid Sphere in a Nonuniform Flow,” 1983.