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库特流中三维球形粒子的旋转和定向行为。 (英语) Zbl 1063.76542号

总结:本文报道了格子Boltzmann模拟三维Couette流中中性浮球粒子旋转行为的结果。根据雷诺数范围和粒子形状,我们发现了几种不同的状态。随着雷诺数的增加,旋转可能从一种状态变为另一种状态。对于长椭球体,发现了两个旋转转变。在低雷诺数范围内(0<R<R_1约205),长椭球绕其短轴旋转,短轴平行于流动的涡量矢量。旋转速度是时间的周期函数。在中间雷诺数范围内(R_1<R<R_2约345),长球体以章动运动绕涡度方向进动。角速度是时间的周期函数。随着雷诺数的增加,长轴和涡度之间的平均章动角单调增加。在高雷诺数范围内(R_2<R<467),长椭球绕其长轴以恒定速率旋转,长轴平行于涡度。对于扁球体,只观察到一个旋转转变。在较低的雷诺数范围内(0<R<R_1’大约220),扁球体最终围绕其短轴(旋转对称轴)以恒定速率旋转,短轴平行于涡量矢量。在较高的雷诺数范围内(220近似于R_1’<R<467),扁球体仍以恒定速率绕其短轴旋转,但短轴和涡量矢量之间存在有限的倾角。该角度随着雷诺数的增加而增加。

MSC公司:

76D99型 不可压缩粘性流体
76米28 粒子法和晶格气体法
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