微纳米颗粒横掠规则顺排恒壁温管束沉积特性研究

摘要

采用格子-Boltzmann方法D2Q9BGK模型对微纳米颗粒在不同自然对流强度情况下外绕恒壁温规则顺排管束的运动沉积特性进行了编程模拟研究。由于直径较小，微纳米颗粒受力除考虑了阻力，重力，saffman力外，还考虑了布朗力。模拟研究分析了Re=10，不同Ra数(Ra=103-107)时的温度场和涡量场，以及不同Stk数(Stk=0.00008-0.001)下颗粒在涡量场中的运动轨迹，记录了颗粒在圆管壁面和所有壁面的总沉积率。结果表明：在Re一定时，颗粒在涡量场中的运动轨迹随Stk数不同而不同，Stk数越小颗粒在流场中的穿透能力就越强；Stk数和Ra数在颗粒沉积方面都起着重要作用，弱自然对流相比强自然对流情况下，颗粒在管束壁面的沉积率较高；相同Ra数时，较大Stk数的颗粒不易在管束壁面沉积却会造成颗粒在流场通道内的总沉积率增加。