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方管中中性悬浮颗粒惯性迁移现象的数值研究

作者：姚同林,余钊圣*,邵雪明日期：2014-05-22/span> 浏览：3142 查看PDF文档

方管中中性悬浮颗粒惯性迁移现象的数值研究*

姚同林,余钊圣*,邵雪明

(浙江大学力学系, 浙江杭州 310027)

摘要：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100~1500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。

关键词：虚拟区域法;惯性迁移;颗粒悬浮流

中图分类号：TH137.1;N32;O351.2文献标志码：A文章编号：1001-4551(2014)03-0301-05

本文引用格式：

姚同林,余钊圣, 邵雪明.方管中中性悬浮颗粒惯性迁移现象的数值研究［J］.机电工程，2014，31（3）：301-305.

YAO Tong-lin, YU Zhao-sheng, SHAO Xue-ming. Numerical studies on inertial migration of neutrally buoyant particles in a square duct［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2014,31(3):301-305.