【摘 要】
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携带颗粒的湍流流动在环境和工业流动中都广泛存在。颗粒之间的相对运动是影响颗粒碰撞率及物理或化学反应速率的重要因素之一。重力沉降使得颗粒与湍流多尺度结构的作用时间
【机 构】
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中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室;
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携带颗粒的湍流流动在环境和工业流动中都广泛存在。颗粒之间的相对运动是影响颗粒碰撞率及物理或化学反应速率的重要因素之一。重力沉降使得颗粒与湍流多尺度结构的作用时间变短,且变得各向异性,从而对颗粒之间的相对速度产生强烈影响。我们采用直接数值模拟的方法,研究了颗粒对时间后退的相对扩散以及颗粒处流体速度差概率密度分布受重力沉降的影响。由于颗粒的相对速度取决于历史轨迹上所见流体速度差的记忆,我们进一步分析得到重力沉降对颗粒对相对速度的影响。结果显示,重力沉降会减弱颗粒对的平均相对速度。当颗粒Stokes数较小(St<1)时,重力沉降对颗粒对相对速度的影响很小;而当St>1时,颗粒对的平均相对速度随着重力沉降速度增大而减小,并且St越大,重力沉降的影响越显著。
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