壁面约束下椭球颗粒曳力特性研究

作     者：鲁贤民 杨渐志 顾海林 吴灵波 

作者机构：合肥工业大学土木与水利工程学院 中国计量大学计量测试工程学院 

出 版 物：《空气动力学学报》 (Acta Aerodynamica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金（12302331） 翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室开放课题（614220121030223） 

主　　题：颗粒两相流 椭球颗粒 曳力系数 壁面效应 有限雷诺数 

摘      要：颗粒两相流系统广泛存在于自然界和工程应用中，实际颗粒往往并非球形且受到其附近壁面的影响。基于欧拉-拉格朗日方法的颗粒两相流数值模拟已成为非球形颗粒两相流系统设计的重要工具，然而其准确性受限于非球形颗粒曳力模型。因此，深入研究壁面约束下非球形颗粒曳力特性并发展近壁修正预测模型具有重要意义。本文采用直接数值模拟方法对有限雷诺数(0.5≤Re≤10)下，不同颗粒长轴取向与来流之间攻角以及颗粒-壁面间距的单椭球颗粒曳力特性开展详细数值研究，分析比较不同工况下曳力系数的变化，探明雷诺数、攻角以及壁面间距对椭球颗粒曳力系数的影响规律，并评估现有自由流中椭球颗粒曳力关系式的适用性，最后发展了考虑近壁修正的椭球颗粒曳力预测模型，为优化非球形颗粒两相流数值模拟工具提供重要支撑。