方形颗粒沉降运动的有限元ALE法直接数值模拟

摘要：

采用有限元任意拉格朗日-欧拉(ALE)法对方形颗粒在二维垂直通道中的沉降运动进行研究.对不同初始取向角、长宽比以及不同雷诺数情况下单个颗粒的沉降过程进行了数值模拟.结果表明,雷诺数一定时,初始取向角对颗粒沉降过程有很大影响.初始取向角增大,颗粒的取向角、沉降速度、角速度以及横向漂移速度的振幅都将增大;长宽比对其沉降过程的影响与长宽尺寸有关.但是,无论长宽尺寸是多少,长宽比增大,颗粒最终沉降速度将相应减小;雷诺数对颗粒沉降过程也有很大影响.当雷诺数小于某个临界值时,颗粒最终会稳定沉降;当雷诺数较大时,颗粒的横向漂移和取向角都会出现持久振荡.多个方形颗粒在沉降过程中由于颗粒之间的相互作用,会出现倒"T"形结构,并且随着时间的推移,逐渐趋向于水平位置.

关键词：方形颗粒、沉降、任意拉格朗日-欧拉法、直接数值模拟

所属期刊栏目：33

分类号：O359(流体力学)

资助基金：重庆市科委自然基金资助项目CSTC;2006BA3023

在线出版日期：2010-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：83-90