垂直旋转流场中单颗粒运动状态判别及受力分析

来源：计算力学学报杂志2019年第1期北京时间：

作者：赖科,马欣

单位：西南石油大学 机电工程学院, 成都 610500,西南石油大学 机电工程学院, 成都 610500

摘要：为研究单颗粒在旋转流场中的运动状态及受力情况，以毫米级球形颗粒为例，利用旋转流场颗粒运动装置，通过使用摄像机记录颗粒在流场中的运动轨迹以获取其运动参数，分析了不同转速和颗粒直径条件下颗粒的运动轨迹，拟合得到了颗粒运动状态判别公式以及颗粒运动轨迹公式，分析了颗粒在旋转流场中的受力情况。结果表明，颗粒在旋转流场平衡状态下运动状态主要分为两类，一类是未离开壁面保持静止，另一类是离开壁面保持稳定周向运动；颗粒进行周向运动的轨迹为椭圆形，并且圆心随着转速的增大靠近旋转中心，而随着粒径的增大靠近壁面；颗粒在旋转流场的运动过程中主要受到离心力和旋转科式力作用。

关键词：单颗粒,旋转流场,运动状态,运动轨迹,受力分析,

基金资助：国家重点研发计划（2016YFC0304008）资助项目.