颗粒物质在竖直振动U形管中迁移的离散元方法模拟

来源：上海理工大学学报杂志2019年第5期北京时间：

作者：郭宇

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093

摘要：采用离散元方法对颗粒物质在竖直振动U形管中的迁移进行三维数值模拟。将数值模拟结果和实验进行对比，两者吻合良好。在此基础上，考察了摩擦对颗粒动力学行为的影响。结果表明，存在摩擦时，颗粒将发生迁移运动，使得U形管两分支内颗粒柱产生高度差，该过程伴随着颗粒对流现象；当颗粒与管壁间摩擦系数为0时，颗粒柱高度差在0附近波动，两分支内存在相似的颗粒对流；当颗粒与颗粒间摩擦系数为0时，颗粒柱高度差几乎保持为0，颗粒对流消失。研究还发现，存在摩擦时，U形管两分支内颗粒的竖直方向平均速度差异很大；当颗粒与管壁间或颗粒与颗粒间摩擦系数为0时，U形管两分支内颗粒的竖直方向平均速度存在一定的一致性。

关键词：颗粒物质;竖直振动;U形管;迁移;离散元方法

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51206113，51776129，51576130）；上海市科委科研计划项目（13DZ2260900）