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中等雷诺数下多孔颗粒阻力和流动特性的数值研究。 (英语) 兹伯利07578518

摘要:在自然和工程应用中,经常会遇到渗透性颗粒夹带的流动。然而,对多孔球体上的阻力和相应的复杂流动结构缺乏了解,阻碍了对这些流动系统的更好理解。在这项工作中,我们对雷诺数范围较大的多孔颗粒的流动进行了全面的数值模拟((5\leq Re\leq 200)\)孔隙率(0.1\leq\varepsilon\leq0.95)。此外,考虑到很少有研究报道带有移动多孔球的流动,为了进一步评估移动多孔介质对流体-固体流动的影响,对单个和两个多孔球在封闭室内的沉降进行了模拟。将格子Boltzmann方法(LBM)应用于流体流动,特别是浸没移动边界(IMB)格式描述了流体与多孔固体之间的相互作用。据我们所知,混合IMB-LBM用于多孔球体流动建模的准确性是本研究首次探索和确立的。结果表明,Re和varepsilon对多孔颗粒的阻力和再循环流动都有显著影响。在(Re\leq 75)下,多孔颗粒的阻力低于不渗透颗粒的阻力。当\(Re\)超过75时,阻力比高于\(\varepsilon\leq 0.85\)的单位。随着孔隙率的增加,再循环尾迹穿透颗粒,然后与颗粒分离,最终消失在颗粒后部。基于模拟结果,提出了一种新的多孔球阻力关联式。至于移动的多孔球体,它们的下落速度比固体球体慢,并且它们的牵伸、亲吻和翻滚(DKT)过程也会减慢。

MSC公司:

76倍 流体力学
86年X月X日 地球物理学

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全文: 内政部

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