悬浮颗粒运动的格子Boltzmann模拟

摘要

颗粒悬浮运动研究一直是多相流领域中的热点难点问题,而格子Boltzmann(LB)方法是一种天然并行、易于处理复杂边界的介观方法。本文采用附加边界应力的格子Boltzmann方法(LBM-EBF)模拟了颗粒群的悬浮运动。首先模拟了9颗粒及27颗粒的沉降过程,给出了沉降雷诺数Re随时间变化曲线,并讨论了其沉降规律。然后,模拟研究了颗粒群在不同颗粒-流体密度比时的沉降规律,发现大密度比时颗粒群最终沉降速度及速度波动均较大。最后,模拟讨论了颗粒容积率对沉降规律的影响,并给出了沉降Re随时间变化曲线。