【摘要】：利用計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬軟件Fluent,采用DPM模型中的穩(wěn)態(tài)方法和隨機(jī)軌道模型,進(jìn)行顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤�？紤]到離散相對(duì)連續(xù)相的影響,采用相間耦合方法,基于斯托克斯數(shù)(St)進(jìn)行了一系列顆粒對(duì)彎管管壁的沖蝕數(shù)值模擬。結(jié)果表明:彎管入口直管段,沖蝕速率很小且均勻;在隨后的彎管段,顆粒聚集較多,該處沖蝕速率較大;出口直管段,當(dāng)St1時(shí),沖蝕情況由彎管外側(cè)沿著管壁逐漸均勻過(guò)渡到整個(gè)管壁四周,管壁最大沖蝕速率隨St的增大而略有增大,但增幅很小。當(dāng)St1時(shí),顆粒在內(nèi)外管壁之間變性躍移,管壁沖蝕呈現(xiàn)不連續(xù)的點(diǎn)狀沖蝕,管壁最大沖蝕速率隨St的增大而略有增大,增幅很小,但明顯大于St1時(shí)的最大沖蝕速率。
【圖文】：

斯數(shù)來(lái)分析顆粒的運(yùn)動(dòng)和沖蝕行為。斯托克斯數(shù)是由上述眾多影響因素組成的無(wú)因次數(shù)群，它表示顆粒的動(dòng)量響應(yīng)時(shí)間和流體的特征時(shí)間之比，描述了懸浮在流體中的顆粒行為。利用斯托克斯數(shù)不僅能夠較好地模擬顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)情況和沖蝕情況，而且能夠極大地減少未知數(shù)的個(gè)數(shù)，減少研究工作量，而且使得研究結(jié)果更加簡(jiǎn)單，使用更加方便。本工作利用計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬軟件Ｆｌｕ－ｅｎｔ，研究了在不同斯托克斯數(shù)下顆粒在流體中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及顆粒對(duì)管壁的沖蝕情況。１彎管的幾何模型及網(wǎng)格劃分彎管的幾何模型如圖１所示，直徑２０ｍｍ，彎曲角度９０°，曲率半徑３０ｍｍ。為了克服入口效應(yīng)的影響，入口段直管長(zhǎng)度取為管徑的５倍，即１００ｍｍ�？紤]到彎管后，顆粒的流動(dòng)情況比較復(fù)雜，出口段直管長(zhǎng)度取管徑的１０倍，即２００ｍｍ。圖１彎管幾何模型Ｆｉｇ．１Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｅｌｂｏｗ采用Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中ｍｅｓｈｉｎｇ模塊，用掃略方法對(duì)彎管結(jié)構(gòu)進(jìn)行完全結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，以提高網(wǎng)格的劃分質(zhì)量。為了考慮邊界層對(duì)模擬結(jié)果的影響，在管壁附近進(jìn)行了網(wǎng)格加密。劃分后的總體網(wǎng)格數(shù)為１５６３００個(gè)，，為了節(jié)省篇幅，此處僅示出了部分彎管部分網(wǎng)格，見(jiàn)圖２。２彎管沖蝕采用的數(shù)學(xué)模型２．１流體流動(dòng)數(shù)學(xué)模型彎管內(nèi)流體流動(dòng)遵循連續(xù)性方程（１）和動(dòng)量守恒方程（２）。

本文編號(hào)：2585251