湍流通道中椭球形微粒的受力分析

来源：机械工程学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：白振霄, 宁智, 孙春华, 付娟

单位：北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044

摘要：微粒运动和沉降对柴油机排气微粒的测量、废气再循环系统的正常工作以及微粒的净化捕集等具有重要的影响。微粒形态决定了其在湍流通道中的受力，而微粒受力对湍流通道中微粒的运动及其沉降具有重要的作用。建立椭球形微粒的运动学方程和动力学方程以及湍流场中椭球形微粒的受力及力矩模型；利用所建模型对湍流通道中椭球形微粒的受力及力矩进行研究，着重对微粒形态的变化对微粒受力的影响进行分析。研究结果表明，对于亚微米级和微米级微粒来说，微粒形态对微粒受力具有重要的影响；微粒形态的变化一方面会造成微粒受力及力矩的变化，另一方面也有可能对曳力、布朗力、升力以及热泳力等不同作用力在微粒受力中所处的地位产生一定的影响。研究结果对于加深柴油机微粒在湍流通道中运动及沉降规律的理解具有重要的意义。

关键词：力矩,受力,湍流通道,椭球形,微粒；

基金资助：国家自然科学基金(51276011)、北京市自然科学基金(3132016)、国家高技术研究发展计划(863计划，2013AA065303)和内燃机燃烧学国家重点实验室开放基金(k2013-3)资助项目