流道边界层附近颗粒运动规律仿真研究

颗粒在湍流边界层中的运动和分布是典型的两相流问题,广泛存在于各种自然现象中和工程实际中,与运输和工业技术领域有广泛的联系,比如化学工程的流体输送等。然而边界层流体的运动规律复杂,颗粒与颗粒之间相互影响,导致各个颗粒原有运动状态改变。利用多物理场的方法模拟粒子在二维圆管湍流中的运动分布规律,研究表明颗粒随着流体进入管道,颗粒在受到重力、曳力、升力以及颗粒之间的相互作用,能沉降在管道底部且呈带状分布;在入口流速较低时,边界层厚度较厚,颗粒在边界层中移动速度很低可以看成静止;在入口速度变得较高时,由于边界层变薄,颗粒会在流体的驱动下离开管道,可以考虑适当的增加流速来减少颗粒在管道底部的沉降。