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颗粒间碰撞对槽道湍流中颗粒聚集效应的影响研究
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作者 崔元凯 张欢 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期365-376,共12页
颗粒两相湍流广泛存在于自然现象和工业流动中,与人们的生活和生产活动息息相关.通常情况下,当颗粒的体积分数小于O(10^(-4))时,颗粒间的碰撞效应被忽略.一些研究发现,在颗粒两相壁湍流中,即使在低体积分数情况下,由于湍泳和倾向性聚集... 颗粒两相湍流广泛存在于自然现象和工业流动中,与人们的生活和生产活动息息相关.通常情况下,当颗粒的体积分数小于O(10^(-4))时,颗粒间的碰撞效应被忽略.一些研究发现,在颗粒两相壁湍流中,即使在低体积分数情况下,由于湍泳和倾向性聚集会导致颗粒局部浓度较高,颗粒间的碰撞频繁发生.然而,已有结果大多针对均匀各向同性湍流或采用大涡模拟的研究手段,尚缺少关于颗粒两相槽道湍流的直接数值模拟研究,颗粒间碰撞对颗粒聚集程度和形态影响的定量规律仍不清楚.文章基于欧拉-拉格朗日点颗粒框架,在摩擦雷诺数为Re_(τ)=180的条件下,采用直接数值模拟探讨了有/无颗粒间碰撞时水平槽道湍流中双分散颗粒聚集模式的差异.算例的颗粒平均质量分数为Φm~O(1),因此模型中还考虑了颗粒对流场的反馈作用.研究发现,颗粒间碰撞驱使近壁颗粒向槽道中心迁移,导致颗粒平均浓度的壁法向廓线变得十分平坦,抑制了壁湍流中颗粒的湍泳现象.同时,颗粒间碰撞导致颗粒在与壁面平行的水平薄层内更加均匀地分布.特别是在黏性底层内,各向异性的颗粒条带结构完全消失.这些结果表明,颗粒间碰撞显著抑制了水平槽道湍流中颗粒的湍泳和近壁区的倾向性聚集现象. 展开更多
关键词 颗粒两相湍流 槽道湍流 颗粒聚集 颗粒间碰撞 直接数值模拟
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颗粒间碰撞对气固两相流中细长颗粒流化取向分布的影响 被引量:7
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作者 蔡杰 凡凤仙 +1 位作者 吴晅 袁竹林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第17期66-69,共4页
细长颗粒循环流化在工业生产中具有广泛的应用背景,如生物质秸杆在循环流化床中的燃烧,烟丝在循环流化床中的干燥、加湿等。细长颗粒在流化床内流化运动过程中,不可避免地存在颗粒之间的碰撞。文中根据直接模拟蒙特卡罗方法、刚体动力... 细长颗粒循环流化在工业生产中具有广泛的应用背景,如生物质秸杆在循环流化床中的燃烧,烟丝在循环流化床中的干燥、加湿等。细长颗粒在流化床内流化运动过程中,不可避免地存在颗粒之间的碰撞。文中根据直接模拟蒙特卡罗方法、刚体动力学原理及动量守恒定律,建立起气固两相流中细长颗粒间相互碰撞的三维数学模型。通过对比实验结果发现,考虑颗粒间碰撞的模拟结果比不考虑颗粒间碰撞的模型的模拟结果更加接近实验结果。研究发现,细长颗粒的取向分布随径向位置变化很大,颗粒间碰撞对细长颗粒的取向分布随高度及长径比的变化规律没有明显影响。 展开更多
关键词 循环流化 细长颗粒 颗粒间碰撞 气固两相流
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考虑颗粒间碰撞的气固两相流拉格朗日模拟 被引量:5
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作者 昌泽舟 A.Berlemont G.Gouesbet 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期388-392,共5页
在均匀、稳定的各向同性气固两相紊流场颗粒弥散的拉格朗日模拟计算方法基础上 ,进一步考虑了流场中颗粒之间的碰撞对于模拟计算结果的影响。与 L avieville用大涡模拟所做的计算结果进行了对比 ,以对本方法进行验证 。
关键词 气固两相流 拉格朗日模拟 颗粒间碰撞 紊流 各向同性
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气固紊流剪切流中颗粒弥散的拉格朗日模拟 被引量:2
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作者 昌泽舟 A.Berlemont G.Gouesbet 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期39-46,共8页
本文提出了一种对于气固两相紊流剪切流中圆形固体颗粒弥散的拉格朗日模拟计算方法 ,其中考虑了颗粒间的碰撞对流体相和颗粒相的影响。应用该方法对一气固紊流剪切流场进行了模拟计算 ,并对有、无颗粒间碰撞情况下的模拟计算结果与Lavie... 本文提出了一种对于气固两相紊流剪切流中圆形固体颗粒弥散的拉格朗日模拟计算方法 ,其中考虑了颗粒间的碰撞对流体相和颗粒相的影响。应用该方法对一气固紊流剪切流场进行了模拟计算 ,并对有、无颗粒间碰撞情况下的模拟计算结果与Lavieville用大涡模拟方法的研究结果进行了比较 。 展开更多
关键词 气固两相流 紊流剪切流 拉格朗日方法 颗粒间碰撞
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气固流化床中细长颗粒数量浓度分布的数值研究
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作者 蔡杰 吴晅 袁竹林 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2490-2497,共8页
细长颗粒的循环流化在工业生产中具有非常广泛的应用背景,如生物质秸秆在循环流化床中的燃烧、烟丝在循环流化床中的干燥或加湿等。由于细长颗粒具有六自由度,因此,其运动姿态比球形颗粒复杂,其在流化床内的流化特性也不同于球形颗粒。... 细长颗粒的循环流化在工业生产中具有非常广泛的应用背景,如生物质秸秆在循环流化床中的燃烧、烟丝在循环流化床中的干燥或加湿等。由于细长颗粒具有六自由度,因此,其运动姿态比球形颗粒复杂,其在流化床内的流化特性也不同于球形颗粒。细长颗粒的数量浓度分布是细长颗粒流化特性的重要特征之一。根据直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法的基本思想及刚体动力学原理,建立了考虑细长颗粒间相互碰撞的三维细长颗粒流化运动数学模型,并采用此模型对某一实际流化床内的气固两相流场进行了模拟研究。在实验提升管内,所有物料中小长径比的细长颗粒最先由提升管的近壁处到达提升管出口。细长颗粒在流化过程中有明显的迁移和絮团现象。在流化状态下,细长颗粒的数量浓度分布基本不随入口风速发生变化。 展开更多
关键词 细长颗粒 循环流化 数量浓度 三维细长颗粒运动模型 颗粒间碰撞 絮团 迁移
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稠密气固流动中颗粒聚集现象的数值模拟 被引量:7
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作者 刘敏 张会强 +2 位作者 王希麟 郭印诚 林文漪 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第2期128-134,共7页
基于确定性轨道和真实碰撞,对二维稠密气固两相流动进行了数值模拟,真实展现了颗粒聚集现象从无到有的发展过程.在此基础上,对颗粒聚集现象影响因素的作用规律进行了研究.结果表明,颗粒间的相互碰撞是造成颗粒聚集的重要原因,即使在初... 基于确定性轨道和真实碰撞,对二维稠密气固两相流动进行了数值模拟,真实展现了颗粒聚集现象从无到有的发展过程.在此基础上,对颗粒聚集现象影响因素的作用规律进行了研究.结果表明,颗粒间的相互碰撞是造成颗粒聚集的重要原因,即使在初始颗粒体积分数低至0.24%的情况下,仍然有显著的颗粒碰撞发生和聚集出现.颗粒弹性恢复系数越小、颗粒初始体积分数越大,则颗粒聚集现象越明显.这与已有的一些实验和数值计算结果是一致的. 展开更多
关键词 稠密气固流动 颗粒聚集 确定性轨道模型 颗粒真实碰撞
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