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溶解与热对流对固体颗粒运动影响的直接数值模拟

刘汉涛 仝志辉 安康 马理强

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溶解与热对流对固体颗粒运动影响的直接数值模拟

刘汉涛, 仝志辉, 安康, 马理强

Direct simulation of the influence on the motion of particles in a Newtonian fluid by melting and convection

Liu Han-Tao, Tong Zhi-Hui, An Kang, Ma Li-Qiang
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-10-25
  • 修回日期:  2009-01-15
  • 刊出日期:  2009-09-20

溶解与热对流对固体颗粒运动影响的直接数值模拟

  • 1. 中北大学机电工程学院,太原 030051
    基金项目: 山西省青年创新基金(批准号: 2008021004),中北大学校基金(批准号: 20081002)资助的课题.

摘要: 对牛顿流体内溶解与热对流对单颗粒在垂直管道中的沉降运动进行了直接数值模拟.流体运动由守恒方程计算,密度和黏性的变化考虑流场温度变化的影响,通过积分黏性应力和压力获得颗粒的受力跟踪颗粒运动,溶解引起的相变及其形状的变化由溶解潜热、溶解质量与分散相边界处的温度梯度的关系建立的方程决定.通过颗粒和流体间相互的作用力和力矩及边界条件的施加实现相间耦合.分别模拟了颗粒在等温流体、热流体、冷流体及颗粒溶解四种情况下的沉降过程.结果表明,在一定雷诺数内,热对流产生的颗粒尾迹处涡的脱落以及溶解引起的颗粒表面形态的变化引起了颗粒的横向摆动,并使颗粒沉降速度发生了变化.

English Abstract

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