受限垂直流中非球形颗粒的流体动力学行为：一项解析 CFD-DEM 研究
应用物理
2026-01-28 v1 流体动力学
摘要
我们使用多球颗粒的解析 CFD-DEM 研究了不规则多金属结核（PMNs）的沉降与垂直水力输送，颗粒雷诺数范围为 。由于迎风面积大 50% 和尾流不对称，形状效应引起的阻力增强是等体积球体的 2.0-2.3 倍，从而使终端速度降低了 29-33%。正如停留时间和阻力统计所证明的，垂直输送表现出由速度驱动的从间歇沉降到稳定对流的转变。尽管 PMNs 表现出增强的旋转-平移耦合和更广泛的力波动，但其流态演变在定性上与等体积球形颗粒相似。阻力方差的演变揭示了相反的行为：小颗粒 在较高速度下表现出窄分布和尾流抑制，而大颗粒 则表现出非单调的方差。这些发现阐明了垂直输送中的形状-受限相互作用，并确立了等体积球形颗粒在降阶模型中的适用性边界。
引用
@article{arxiv.2601.19804,
title = {Hydrodynamic Behavior of Non-spherical Particles in Confined Vertical Flows: A Resolved CFD-DEM Study},
author = {Amiya Prakash Das and Shakti Swaroop Choudhury and Sujith Reddy Jaggannagari and Amudha Krishnan and Gopkumar Kuttikrishnan and Ratna Kumar Annabattula},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19804},
year = {2026}
}