格子Boltzmann方法研究椭圆截面纤维非稳态过滤的捕集过程与性能

摘要

本文采用格子Boltzmann气固两相流模型模拟了扩散机制下椭圆截面纤维非稳态捕集颗粒过程,包括颗粒枝簇结构的形态和生长过程,并定量分析了纤维周围流场压降和扩散捕集效率随沉积颗粒质量的动态变化规律。当扩散机制主导时,初始阶段颗粒会比较均匀地沉积在椭圆截面纤维表面,后面随着沉积颗粒的枝簇结构长大,改变了流场的分布以及捕集面积,颗粒会更多地在迎风端沉积。对于系统压降的动态变化,不同条件下均满足标准化压降随颗粒沉积质量增加呈指数变化关系。对于椭圆截面纤维捕集效率的动态变化,当增长速度稳定后,不同条件下均满足标准化效率随颗粒沉积质量增加呈线性增长的规律。