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Lattice Boltzmann method and RANS approach for simulation of turbulent flows and particle transport and deposition

Particuology 2017年第1期15卷 62-72页

作者： H. Sajjadi M. Salmanzadeh G. Ahmadi S. Jafari Department of Mechanical Engineering Shahid Bahonar University ofKerman Kerrnan lran Department of Mechanical and Aeronautical Engineering Clarkson University Potsdam NY USA Department of Petroleum Engineering Shahid Bahonar University ofKerrnan Kerman lran

Using the lattice-Boltzmann computational approach in conjunction with the Reynolds averaged Navier-Stokes （RANS） model, several turbulent flows and the transport and deposition of particles in different passages were studied. The new lattice Boltzmann method （LBM） solved the RANS equations coupled with the standard and renormalization group k-E turbulence models. In particular, the LBM formulation was augmented by the addition of two transport equations for the probability distribution function of populations of k and 8. The discrete random walk model was used to generate the instanta- neous turbulence fluctuations. For turbulent channel flows, the analytical fits to the root mean-square velocity fluctuations obtained by the direct numerical simulation of the turbulent flow were used in the analysis. Attention was given to the proper evaluation of the wall normal turbulent velocity fluctuations particularly near the wall. The simulation results were compared with the available numerical simulation and experimental data. The new LBM-RANS model is shown to provide a reasonably accurate description of turbulent flows and particle transport and deposition at modest computational cost.

关键词： Lattice Boltzmann method Reynolds averaged Navier-Stokes Renormalization group model k-ε model particle transport and deposition

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