扁球体颗粒沉降形态的数值模拟研究

作者：乔光全; 张庆河; 张金凤

来源：水动力学研究与进展A辑, 2013, (03): 331-338.

• 格子玻耳兹曼方法
• 大涡模拟
• 扁球体
• 沉降形态
• 雷诺数 Lattice Boltzmann method
• Large Eddy Simulation
• oblate spheroid
• settling characteristics
• Reynolds number

该文利用三维格子玻耳兹曼-大涡模拟模型对不同雷诺数下(Re=5-2685)扁球体颗粒的静水沉降进行了模拟。结果表明,随着雷诺数的增加(颗粒增大),扁球体颗粒会经历五种沉降状态:稳定下落、阻尼摆动、周期摆动、混乱下落和斜线滚落,此颗粒运动形态与已有研究结果一致。并通过分析颗粒和周围流场的相互作用,即沉降过程中颗粒位移和受力以及颗粒对周围流场的影响,得到颗粒不同沉降运动形态的形成原因:雷诺数较小时,颗粒对流场扰动小,流线分布对称,流场对颗粒的作用力对称,合力作用线接近重心,合力矩也较小,颗粒运动形态较规则;雷诺数较大时,颗粒对流场的影响明显,流场分布紊乱,流场对颗粒作用力更加复杂,外力和外力矩都较...

• 单位
  天津大学; 水利工程仿真与安全国家重点实验室