湍流场中的次微米粒子布朗运动的模拟研究
本文建立了一种能够精确表征多孔板内的颗粒物运动的数值模拟方法.商业化的流体力学软件FLUENT可用于模拟气固两相流动.本文中的颗粒物运动捕集轨迹采用了拉格朗日方法,同时将次微米颗粒的布朗运动有效的引入到本数值模拟中.该数值模拟方法用于评价0.1-1微米的圆球均一密度的颗粒物.本研究的结果显示,本文中提出的新型结构,具有改变富集次微米颗粒气体流动状态的效果,并通过模拟结果证实其适用于捕集次微米颗粒物.通过对次微米颗粒物的碰撞行为的直接数值模拟,研究湍流对有限惯性颗粒碰撞的影响.本文同时使用DNS方法来研究各向同性湍流场内的有限惯性颗粒的碰撞过程,讨论中假设颗粒呈球形,且密度远大于输运气体,走私小于湍流的KOLMOGOROV尺度,颗粒间的碰撞不仅考虑STAFF升力,重力,还考虑了布朗力.模拟结果表明,次微米颗粒的随着颗粒粒径的增大,设备捕集效率提高,颗粒的碰撞率随惯性的增大而逐渐趋向于重颗粒方向,颗粒惯性呈倍增长.为进一步分析湍流场中的颗粒碰撞和捕集率的影响因素,本文分别使用可能发生碰撞的颗粒轴向分布函数和切向速度来量化颗粒的局部富集作用和湍流引起的颗粒掺混效应.表明次微米颗粒的混沌现象和布朗运动更显著,是不能忽视的作用力.
湍流场 颗粒物 布朗运动 碰撞行为
张婷 耿洋 刘春江
天津大学化工学院,天津,300072,化学工程联合国家重点实验室,天津大学,天津,300072
国内会议
北京
中文
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2015-10-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）