双柱状颗粒在线性剪切流场中的动力学分析

来源：计算力学学报杂志2023年第1期北京时间：

作者：郑乐梅,尹招琴,王彦入,沈家鑫,包福兵,周锟

单位：中国计量大学 浙江省流量计量技术研究重点实验室, 杭州 310018,中国计量大学 浙江省流量计量技术研究重点实验室, 杭州 310018,中国计量大学 浙江省流量计量技术研究重点实验室, 杭州 310018,中国计量大学 浙江省流量计量技术研究重点实验室, 杭州 310018,中国计量大学 浙江省流量计量技术研究重点实验室, 杭州 310018,武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081

摘要：为研究柱状颗粒在线性剪切流场中的运动状态和受力情况，本文以颗粒长径比为2，颗粒之间的初始距离ΔSPy=4D为例，基于直接力浸入边界法数值模拟了双柱状颗粒在三维线性剪切流场中的运动过程。根据模拟结果分析了柱状颗粒周围流场参数分布，在考虑壁面对颗粒的影响和颗粒之间相互影响的条件下，研究了颗粒的受力和运动的变化，探索了流体曳力导致柱状颗粒迁移和转动的规律。研究结果表明，双柱状颗粒在线性剪切流场中易向速度大的流体区域运动；前后两颗粒运动状态和轨迹不同，颗粒之间距离较近时，曳力会产生较大的波动；只有当颗粒在壁面附近时，滞后颗粒才能追上领先颗粒，两颗粒发生牵引、翻滚和分离过程。

关键词：柱状颗粒,线性剪切流,壁面,直接力浸入边界法,动力学,

基金资助：国家自然科学基金（11972335；11972334）；浙江省基本科研业务费（2021YW84）资助项目.