顆粒的自由沉降問題在自然界及工業(yè)生產(chǎn)中都極為常見。本研究使用直接力浸入邊界法針對三種不同形狀的顆粒在不同情況下沉降做了一系列直接數(shù)值模擬。首先,通過單個球形顆粒自由沉降模型驗證了該方法的準確性。然后對單個球、橢球和立方體的繞流與沉降特性進行模擬研究,同時討論了顆粒剛體假設(shè)（rigid body assumption—RBA）對結(jié)果精確性的影響。接著對不同形狀的線形排列雙顆粒和三顆粒沉降特性進行模擬研究。模擬結(jié)果表明:（1）雷諾數(shù)低于300時,單個球形顆粒的沉降在繞流時也會發(fā)生尾流不穩(wěn)定現(xiàn)象。單個橢球沉降雷諾數(shù)200左右時顆粒出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。單個立方體顆粒沉降尾流不穩(wěn)定變化時的雷諾數(shù)大于球和橢球。（2）雙顆粒模型中牽引前期顆粒間距均會小幅增大,粘度較小的流體中,增大幅度顯著。不同形狀的雙顆粒沉降時的牽引、接觸、翻滾行為各有異同。顆粒間的初始間距在一定范圍內(nèi),線形排列雙顆粒模型均能發(fā)生牽引、接觸、翻滾。（3）從下至上編號依次為1、2、3的不同形狀線形排列三顆粒模型中的1號和2號顆粒能夠發(fā)生牽引、接觸、翻滾運動。3號顆粒的引入加速1號與2號顆粒的牽引、接觸、翻滾運動。線形排列三顆粒的沉降比雙顆粒的... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 顆粒沉降研究
        1.2.2 顆粒流動數(shù)值模擬方法
    1.3 課題研究方法和研究內(nèi)容
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 研究內(nèi)容
第2章 物理模型與直接力浸入邊界法
    2.1 物理模型
    2.2 直接力浸入邊界法
    2.3 模擬方法的驗證
第3章 單個球、橢球和立方體顆粒繞流與沉降特性
    3.1 單個球形顆粒繞流和沉降特性研究
        3.1.1 單個球形顆粒繞流
        3.1.2 單個球形顆粒沉降
    3.2 單個橢球回轉(zhuǎn)體繞流和沉降特性研究
        3.2.1 單個橢球顆粒繞流
        3.2.2 單個橢球顆粒沉降
    3.3 單個立方體顆粒繞流和沉降特性研究
        3.3.1 單個立方體顆粒繞流
        3.3.2 單個立方體顆粒沉降
    3.4 剛體假設(shè)對不同形狀顆粒沉降的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 不同形狀的線形排列雙顆粒沉降特性
    4.1 雙球顆粒沉降特性研究
        4.1.1 流體粘度對雙球顆粒沉降的影響
        4.1.2 不同初始相對間距對雙球顆粒沉降的影響
    4.2 雙橢球回轉(zhuǎn)體顆粒沉降特性研究
        4.2.1 流體粘度對對線形排列雙橢球顆粒沉降的影響
        4.2.2 不同初始相對間距對雙橢球顆粒沉降的影響
    4.3 雙立方體顆粒沉降特性
        4.3.1 流體粘度對對線形排列雙立方體顆粒沉降的影響
        4.3.2 不同初始相對間距對雙立方體顆粒沉降的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 不同形狀的線形排列多顆粒沉降特性
    5.1 線形排列多球顆粒沉降特性
        5.1.1 線形排列多球顆粒沉降
        5.1.2 流體粘度對線形排列三球顆粒沉降的影響
        5.1.3 不同初始相對間距對線形排列三球顆粒沉降的影響
        5.1.4 線形排列雙球與三球顆粒沉降對比
    5.2 線形排列三橢球回轉(zhuǎn)體顆粒沉降特性
        5.2.1 流體粘度對線形排列三橢球顆粒沉降的影響
        5.2.2 不同初始相對間距對線形排列三橢球顆粒沉降的影響
        5.2.3 線形排列雙球與三橢球顆粒沉降特性對比
    5.3 線形排列三立方體顆粒沉降特性
        5.3.1 流體粘度對線形排列三立方體顆粒沉降的影響
        5.3.2 不同初始相對間距對線形排列三立方體顆粒沉降的影響
        5.3.3 線形排列雙球與三立方體顆粒沉降特性對比
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]霧霾顆粒物在真實人體上呼吸道中的沉積特性研究[D]. 孫玉勝.中國計量大學(xué) 2016
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本文編號：2976636