对数正态分布颗粒悬浮液的受阻沉降：理论模型与 Stokesian 模拟
流体动力学
2024-04-30 v2
摘要
通过 Stokesian Dynamics 分析了具有对数正态粒径分布的稀疏非布朗多分散球体悬浮液的沉降速度统计，作为总体积分数和粒径分布宽度的函数。对数百个瞬时构型进行平均以获得可靠的统计数据。将每个颗粒类别的平均速度与 Batchelor、Richardson & Zaki、Davis & Gecol 以及 Masliyah-Lockett-Bassoon (MLB) 提出的模型进行了比较。结果表明，当体积分数在 5% 以内时，Batchelor 的模型给出了相当准确的预测。然而，由于其复杂性，该模型在实践中几乎不被使用，因此需要低阶模型。我们发现，虽然其他受阻沉降模型可以对最大颗粒的速度给出相当准确的预测，但它们都高估了较小颗粒的速度——在某些情况下高估幅度很大。通过计算每个颗粒类别的流体-颗粒速度滑移并使用 Batchelor 的模型，我们解释了为什么预测粒径分布的下尾部具有挑战性，并提出了模型改进的可能途径。对速度波动的分析表明，单分散和多分散悬浮液中的速度波动之间存在定量上的相似性。
引用
@article{arxiv.2404.17392,
title = {Hindered settling of log-normally distributed particulate suspensions: theoretical models vs. Stokesian simulations},
author = {Heng Li and Lorenzo Botto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.17392},
year = {2024}
}