管内颗粒团沉降过程中的聚团特性数值研究

摘要

采用格子Boltzmann方法对颗粒团和单颗粒的相互作用进行了研究,考察了颗粒团和单颗粒的初始距离、颗粒团颗粒数目对颗粒运动及分布的影响.研究发现,颗粒团水平速度均值关于0上下波动,并随初始距离减小,波动增强,而竖直速度均值一开始单调增大,然后由于单颗粒和颗粒团的相互作用而上下波动.进一步,单颗粒和颗粒团的相互作用引起颗粒团运动失稳,造成了颗粒团波动速度的振荡.同时,单颗粒和颗粒团的相互作用加快了颗粒团体平均浓度的下降,增强的颗粒-颗粒相互作用促进了颗粒的弥散.另外,随颗粒团颗粒数目增多,由于颗粒-颗粒相互作用增强,颗粒团平均速度波动幅度减小.颗粒的弥散随颗粒团颗粒数目增多并不是单调增加的,而是先增大然后不再显著变化,这是颗粒自由弥散和颗粒-颗粒相互作用的结果.