基于Euler-Lagrange模型的电弧风洞喷管两相流模拟

摘要 电弧风洞设备中试验气体采用电弧加热，电极烧蚀产生部分微小金属颗粒进入喷管内部进而形成气粒两相流，由此对喷管流场特性和试验段模型上热载荷等的影响值得关注.通过改进时间步长提高了颗粒跟踪算法的计算效率，并基于动量守恒和能量守恒定律耦合喷管内部气相和颗粒相的流动，采用EulerLagrange模型建立了一定简化条件下喷管内部气粒两相流动的数值模拟方法，并对典型算例进行了模拟分析.研究表明在相同的颗粒质量分数条件下，颗粒越小，喷管出口区域的流场越均匀.如果颗粒相质量分数较小，喷管出口位置两相流场和纯气相流场差异不明显.该研究工作为深入研究电弧风洞内部两相流场特性奠定了基础