散堆料場(chǎng)顆粒揚(yáng)塵造成細(xì)微顆粒物的擴(kuò)散,是城市顆粒污染的主要來源之一。本文采用數(shù)值模擬與PIV（Particle Image Velocimetry）實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了不同粗糙元排列形式對(duì)料堆表面流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響;通過受力分析建立了料堆表面不同位置點(diǎn)顆粒的起動(dòng)風(fēng)速方程,研究工作對(duì)準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)料堆表面流場(chǎng)結(jié)構(gòu),揭示散堆料場(chǎng)中顆粒起動(dòng)機(jī)理有重要意義。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:（1）采用大渦模擬研究了不同粗糙元排列方式下特征結(jié)構(gòu)周圍流動(dòng)特性及壓力分布情況,模擬結(jié)果表明:交錯(cuò)排列時(shí)在粗糙元尾部各自出現(xiàn)一對(duì)卡門渦街,而平行排列時(shí)兩個(gè)相鄰粗糙元后共同產(chǎn)生一對(duì)卡門渦街;交錯(cuò)排列時(shí)特征結(jié)構(gòu)內(nèi)部流體平均流速較小,流型較為混亂,平行排列時(shí)平均流速較大,流型較為規(guī)則。特征結(jié)構(gòu)排列方式對(duì)上游粗糙元表面壓力分布影響不大,上游粗糙元前沿均為高壓區(qū)（約為5.5pa）,頂部為負(fù)壓區(qū)（約為-2.2pa）;交錯(cuò)排列時(shí)下游粗糙元表面壓力分布與上游一致,但由于上游粗糙元平行排列時(shí)對(duì)流體有更好的導(dǎo)流作用,因此平行排列時(shí)下游粗糙元表面壓力較�。�-0.5pa）且壓力梯度小。（2）分析了不同表面料堆近壁處流場(chǎng)結(jié)構(gòu),結(jié)果表明:在距壁面高... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

等徑球體系規(guī)則排列Fig.1-1Regulararrangementofequaldiameterballsystem

散堆料場(chǎng)表面流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與顆粒起動(dòng)機(jī)理研究4圖1-2異徑球體顆粒的堆積特性Fig.1-2Packingcharacteristicsofreducingsphereparticles（4）非球形顆粒的隨意堆積：實(shí)際散料大都是表面粗糙的非球形顆粒，當(dāng)散料球形度接近于1且粗糙度較小時(shí)，料堆空隙率較校1.2.4散料顆粒的受力散料顆粒的受力情況與顆粒起動(dòng)密切相關(guān)，Shields、韓其為以及何明民[23,24]等學(xué)者對(duì)散料顆粒起動(dòng)過程中主要作用力進(jìn)行研究，并有了初步認(rèn)識(shí)。1.2.4.1單顆粒受力圖（1-3）為單顆粒在來流風(fēng)吹拂作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況，圖中并未考慮顆粒的碰撞行為。

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文5圖1-3單顆粒受力Fig.1-3Singleparticlestress（1）曳力DF：流體流經(jīng)料堆表面時(shí)與表層顆粒相接觸，由于兩者的速度不同，流體會(huì)受到顆粒的阻力而顆粒則會(huì)受到流體的曳力，表達(dá)式如下。fadVRe（1-2）687.0Re15.01Re24DC（1-3）22421VDCFDaD（1-4）其中DC為曳力系數(shù)，d為特征長(zhǎng)度，a為流體密度，V為流體的臨界摩擦風(fēng)速，f為流體的黏性系數(shù)。（2）重力GF與浮力AF：gDFpG3234（1-5）gDFaA3234（1-6）

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