含颗粒湍流悬浮液的动力学：颗粒粗糙度的影响
流体动力学
2023-11-17 v1
摘要
在颗粒黏性弛豫时间与碰撞间隔时间远大于流体湍流积分时间的极限下，针对湍流库埃特流中粗糙球形颗粒的湍流颗粒-气体悬浮液动力学，开发并评估了波动力求波动力矩（F3T）模型。施加于颗粒上的流体力/力矩包括由颗粒速度/角速度与流体平均速度/旋转率之差引起的稳态部分，以及由湍流速度/涡量涨落引起的波动部分。涨落被建模为高斯白噪声，其方差由流体速度与涡量涨落确定。对于颗粒-颗粒及颗粒-壁碰撞，考虑了光滑与粗糙非弹性碰撞模型。结果表明，纳入粗糙度对于准确预测颗粒动力学十分重要；粗糙颗粒速度涨落的二阶矩比光滑颗粒高 2–10 倍，而角速度涨落的二阶矩则高 1–2 个数量级。尽管对力与力矩涨落采用了高斯模型来描述高度非高斯分布，F3T 模型仍能定量预测颗粒的数密度、平均速度与均方根速度及角速度剖面，以及颗粒速度与角速度的分布函数。
引用
@article{arxiv.2311.09729,
title = {Dynamics of Particle-laden Turbulent Suspensions: Effect of particle roughness},
author = {S. Ghosh and P S Goswami and V. Kumaran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.09729},
year = {2023}
}