双颗粒沉降的动力学分析

来源：计算力学学报杂志2016年第6期北京时间：

作者：陈荣前,聂德明

单位：中国计量学院 计量测试工程学院, 杭州 310018,中国计量学院 计量测试工程学院, 杭州 310018

摘要：采用格子Boltzmann-虚拟区域方法对雷诺数范围为50≤Re≤200的双颗粒自由沉降进行了直接数值模拟。首先，研究发现双颗粒最终沉降的位置分别在通道的1/4和3/4位置附近，且与颗粒的初始间距、雷诺数以及通道宽度无关。其次，重点研究了颗粒沉降过程中所受的侧向力（与沉降方向垂直），首次揭示了侧向力的振动频率与雷诺数呈二次关系，且单颗粒的结果始终小于双颗粒的结果；研究还发现侧向力的振动频率与通道宽度近似呈幂律函数关系，且幂律指数与雷诺数有关，雷诺数越大，幂律指数的绝对值越小。最后还研究了雷诺数及通道宽度对侧向力振动振幅的影响。

关键词：颗粒沉降,动力学分析,格子Boltzmann方法,虚拟区域方法,

基金资助：国家自然科学基金（11272302）；浙江省自然科学基金（LY15A020004）资助项目.