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微尺度稀薄效應下顆粒沉降的格子Boltzmann方法模擬
穆知雨; 劉振宇; 吳慧英 上海交通大學機械與動力工程學院; 上海200240
關鍵詞：顆粒沉降 稀薄效應 滑移速度 dkt現(xiàn)象 格子boltzmann方法
摘要：基于多松弛格子Boltzmann模型,對豎直細長微通道內(nèi)顆粒自由沉降過程進行模擬,分析氣體稀薄效應、初始位置以及顆粒間相互作用對微顆粒沉降特性的影響.研究表明:隨Knudsen數(shù)增大,微通道內(nèi)氣體稀薄效應增強,顆粒表面氣體滑移速度增大,氣相流體有效粘度減小,顆粒相同運動狀態(tài)下受到氣體阻力相應減小,顆粒沉降平衡速度明顯增大;不同初始位置顆粒沉降過程存在明顯差異,初始位置偏離中心線顆粒將發(fā)生水平方向位移且呈振蕩趨勢,最終穩(wěn)定于中心線平衡位置;在微尺度雙顆粒沉降DKT現(xiàn)象過程中,氣體稀薄效應影響顆粒運動特性,后顆粒跟隨過程明顯增長.
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