Clarification of the Lagrangian multi-scale mixing mechanism of High-Peclet number turbulent diffusion/reactive fields and its modeling

高佩克莱数湍流扩散/反应场拉格朗日多尺度混合机制的阐明及其建模

• 批准号: 22360077
• 负责人: SAKAI Yasuhiko
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22360077/
• 关键词: 流体工学; 乱流拡散; 混合; ラグランジュ特性; マルチスケール構造; 化学反応

The purpose of this study is to elucidate the Lagrangian multi-scale mixing mechanism of the high-Peclet number turbulent diffusion/reactive fields by the experiments and thesimulations, and to make the verification and development of the numerical models for the probability density function (PDF) method. For this purpose, we develop the simultaneous measurement system of three components of velocity and concentration in a three-dimensional domain, and also perform the experiments for the fundamental reactive diffusion field by the conventional light absorption spectrometric method. Further, the simulations of reactive concentration filed by the random Fourier modes method and DNS are performed. From these results of experiments and simulations, the fundamental characteristics of concentration statistics have been confirmed and the useful data for the verification of the effectiveness of the numerical model (molecular mixing model) for the PDF method have been obtained.

本研究的目的是通过实验和数值模拟来阐明高Peclet数湍流扩散/反应场的拉格朗日多尺度混合机制，并对概率密度函数（PDF）方法的数值模型进行验证和发展。为此，我们开发了三维区域内速度和浓度三分量的同时测量系统，并采用传统的光吸收光谱法对基本反应扩散场进行了实验。在此基础上，采用随机傅立叶模态法和DNS法对反应浓度场进行了模拟。从这些实验和模拟的结果，浓度统计的基本特征已被确认和有用的数据的数值模型（分子混合模型）的PDF方法的有效性进行了验证。

项目成果

Simultaneous Measurements of Reactive Scalar and Velocity in a Planar Liquid Jet with a Second-Oder Chemical Reaction

通过二阶化学反应同时测量平面液体射流中的反应标量和速度

• DOI: 10.1007/s00348-012-1365-6
• 发表时间: 2012
• 期刊: Experiments in Fluids
• 影响因子: 2.4
• 作者: Takehiro Yamamoto;Syuya Ueda;Tomoaki Watanabe
• 通讯作者: Tomoaki Watanabe

Study on Turbulent Plane Jet with Chemical Reaction in Liquid

液体中化学反应的湍流平面射流研究

• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Fluid Science and Technology
• 影响因子: 0.8
• 作者: T. Kubo;Y. Fukumura;Y. Sakai and K. Nagata
• 通讯作者: Y. Sakai and K. Nagata

吸光度法を用いた二成分濃度測定システムの開発

吸光度法双组分浓度测量系统的开发

• 发表时间: 2011
• 作者: W. Nagasaka;K. Tatsumi;O. Nakajima and K. Nakabe;浅野貴弘,久保貴,酒井康彦
• 通讯作者: 浅野貴弘,久保貴,酒井康彦

正方格子およびフラクタル格子乱流場における高シュミット数スカラ混合に関する実験的研究

方格和分形晶格湍流场中高施密特数标量混合的实验研究

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本機械学会論文集(B編)
• 作者: G. Kawahara;星野晃一，長田孝二，酒井康彦，鈴木博貴，鵜飼涼太，寺島修，伊藤靖仁
• 通讯作者: 星野晃一，長田孝二，酒井康彦，鈴木博貴，鵜飼涼太，寺島修，伊藤靖仁

高 Sc 数スカラ乱流混合実験における補正処理手法の開発と格子乱流中のスカラ拡散場の解析

高Sc数标量湍流混合实验校正处理方法开发及晶格湍流标量扩散场分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 鈴木博貴;長田孝二;酒井康彦
• 通讯作者: 酒井康彦