大涡模拟研究：气粒两相流中颗粒的趋壁现象

"直方槽道内两相流动中颗粒的趋壁行为 (2007年)，邹罗明，郭印诫，清华大学工程力学系" 本文是2007年发表在《清华大学学报(自然科学版)》的一篇科研论文，主要研究了上行直方槽道中的气粒两相流动过程。作者采用了大涡模拟（Large Eddy Simulation, LES）这一数值计算方法，以深入理解气相与颗粒相的交互作用。在流动方向的横截面上，气相流动表现出显著的二次流现象，即流体在垂直于主流动方向产生了环流。这种二次流对颗粒的行为产生了重要影响。 根据模拟结果，气相的平均速度预测与直接数值模拟（Direct Numerical Simulation, DNS）的数据一致，显示了模拟的准确性。在入口横截面上，颗粒在不同的位置显示出不同的横向扩散特性。在槽道中心区域的颗粒扩散不明显，而靠近壁面的颗粒则表现出明显的扩散趋势，这表明颗粒受到壁面的吸引，即趋壁行为。 进一步分析颗粒的趋壁速率发现，颗粒的大小对其趋壁速度有直接影响：随着粒径增大，颗粒的趋壁速率降低。这种行为导致颗粒倾向于在槽道壁面附近以及角落区域聚集，形成浓度较高的区域，这对于理解和预测两相流动中的颗粒分布具有重要意义。 论文中提到的关键点包括：气粒两相流、上行直方槽道、二次流现象和颗粒的趋壁行为。这些研究对于理解如燃烧、化工、环境工程等领域中的多相流动问题具有理论和实际应用价值。中图分类号为0359，文献标识码为A，文章编号为1000-0054(2007)08-1384-05，表明其属于物理学类的科学研究。该研究通过细致的数值模拟揭示了颗粒在气相流动中的动态行为，对于改进相关工程设计和优化过程提供了理论依据。