研究了重力对空间发展的水平两相平面湍射流中颗粒运动的影响.气相场用Euler方法求解,通过大涡模拟直接求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程,小尺度涡采用Smagorinsky亚格子模式模拟.颗粒相的运动采用Lagrangian方法直接求解.射流Re数为11 300.模拟发现,对于St1及St～0(1)的颗粒,其在平面射流下游的瞬时分布对重力的影响不敏感.随着颗粒St数的增大,重力对平面射流场中颗粒行为的影响逐渐明显,但其作用效果还明显地与两相入射流滑移系数的大小有着直接联系.在小两相入流滑移系数情况下,对于St～0(10)的颗粒,在重力作用下的沉降过程还受到了湍流拟序结构的作用,而重力作用导致的更大St数颗粒的沉降,将引起固相粒子在射流下游的非对称分布,但它既不是均匀各向同性湍流中颗粒的梯度扩散结果,也未呈现出受到湍流拟序结构影响的特征.

研究了几何对称性处理自由平面湍射流大涡模拟的影响。以Re数为 11 300的平面不可压缩湍射流流动为例，采用Chorin的分步投影法求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程，小尺度涡采用标准Smagorinsky亚格子模式模拟。初始条件采用平面射流无粘流动解，出流速度边界使用Sommerfeld辐射开边界条件处理，计算域的横向外边界使用自由裹入边界条件，对计算域的横向对称中心平面分别采用对称性条件和直接求解两种方法。模拟结果显示，采用对称性条件处理，会抑制自由平面湍射流中拟序结构的生长，阻碍大尺度涡从中心平面的穿透，长时间的统计平均不能给出合理的湍流低阶矩的时均结果。相反，对中心平面进行直接求解的做法能真实再现自由平面射流中涡的合并与破碎过程，得到合理的模拟结果。