方管中中性悬浮颗粒惯性迁移现象的数值研究
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- 2021-09-11
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针对方管中中性悬浮颗粒(颗粒与流体密度等于1)的惯性迁移现象问题,采用并行虚拟区域方法(DF/FD)进行了完全直接数值模拟。选取了周期性管长(L=2H)和3种不同粒径大小的球形颗粒,模拟研究了颗粒在Re为100~1 500范围内的方腔管道中的惯性迁移过程,确定了颗粒的迁移轨迹和平衡位置,以及粒径对颗粒惯性迁移现象的影响,并与圆管、槽道流结果进行了对比。研究结果表明:颗粒迁移后的平衡位置主要分为方管对角线和边线中间两种;随着雷诺数的增加,对角线上的平衡位置愈靠近角落,颗粒粒径越小,离角落越近;边线中间的平衡位置则先靠近壁面,当Re增加到800左右,颗粒的平衡位置开始远离壁面向方管中心迁移,大颗粒即粒径比a/H=0.15表现的最为明显,会形成类似于圆管中的内部平衡位置。
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