微尺度稀薄效应下颗粒沉降的格子Boltzmann方法模拟

来源：计算物理杂志2019年第4期北京时间：

作者：穆知雨, 刘振宇, 吴慧英

摘要：基于多松弛格子Boltzmann模型，对竖直细长微通道内颗粒自由沉降过程进行模拟，分析气体稀薄效应、初始位置以及颗粒间相互作用对微颗粒沉降特性的影响.研究表明：随Knudsen数增大，微通道内气体稀薄效应增强，颗粒表面气体滑移速度增大，气相流体有效粘度减小，颗粒相同运动状态下受到气体阻力相应减小，颗粒沉降平衡速度明显增大；不同初始位置颗粒沉降过程存在明显差异，初始位置偏离中心线颗粒将发生水平方向位移且呈振荡趋势，最终稳定于中心线平衡位置；在微尺度双颗粒沉降DKT现象过程中，气体稀薄效应影响颗粒运动特性，后颗粒跟随过程明显增长.

关键词：颗粒沉降, 稀薄效应, 滑移速度, DKT现象, 格子Boltzmann方法