椭球颗粒沉降的数值研究
流体动力学
2021-02-23 v1
摘要
刚性颗粒在黏性流体中受重力驱动的运动在许多自然和工业过程中相关，然而这主要针对球形颗粒进行了研究。因此我们借助浸没边界法通过数值模拟考虑黏性流体中非球形（椭球）孤立颗粒及颗粒对的沉降。此处进行的模拟表明，次生运动开始的临界伽利略数随椭球纵横比偏离1而减小。高于此临界阈值时，扁球颗粒执行锯齿运动，而长球颗粒绕垂直轴旋转且其宽面朝向下落方向。进一步增大伽利略数会导致尾流中涡的不稳定性。我们还研究了与颗粒对沉降相关的曳引-接触-翻滚（drafting-kissing-tumbling）。我们发现非球形颗粒的相互作用时间显著增加，且更有趣的是，椭球颗粒从更大的横向位移处被吸引。这对碰撞核的估计具有重要影响，并可导致沉降椭球悬浮液中聚集的增加。
引用
@article{arxiv.1602.05769,
title = {Numerical Study of the Sedimentation of Spheroidal Particles},
author = {Mehdi Niazi Ardekani and Pedro Costa and Wim-Paul Breugem and Luca Brandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.05769},
year = {2021}
}