气流流化轻量球单层中粒子的反常扩散

本文给出单层流化轻量球形颗粒中随机运动的统计分析。以泡沫聚苯乙烯球为对象，通过筛网向上气流驱动，并采用图像分析获取其二维运动。在体区，随着体相堆积分数 $\phi_b$ 增大，颗粒速度分布由高斯分布转变为重尾分布。颗粒的均方位移在比以往使用类似装置但较重颗粒的研究低得多的 $\phi_b$ 下即呈现向次扩散的过渡。在更大的 $\phi_b$ 下，观察到轻微超扩散及两体速度关联中关联长度的显著增长。还研究了壁面对颗粒动力学的影响，发现颗粒温度的各向异性可作为区分壁面区与体区的有用指标。颗粒尾迹中的湍流统计表明，在壁面区“热”扰动下气动作用力具有强烈的壁法向不对称性。