沉降颗粒的颗粒分辨模拟：用于长时间积分间隔的方法
流体动力学
2026-04-24 v1
摘要
我们提出了一种用于模拟颗粒在重力作用下的沉降的 dilute 悬浮液方法，其主要目的是克服三向周期配置的局限性，主要是严重的垂直相关性，这阻碍了簇群动力学的研究。当前方法移除垂直周期性并采用移动参考系，使单颗粒和多颗粒案例的模拟高效进行。我们以增加复杂性的两个示例说明了该方法：一个在稳态垂直情形下的单个颗粒，以及一个在此之前观察到并在此恢复的多颗粒案例中。在多颗粒案例中模拟了一个约为的收敛、无需校正的时间间隔，这迄今为止首次实现了此类模拟。新的物理见解可以通过这种新的配置来探索，例如静止流体对被流体遇到的最初颗粒层的影响，或颗粒群通过后流中的湍流特征。最后，该方法仅需参数调谐，允许在不改变其核心公式的情况下实现于现有求解器中：对于标准配置，仅需更新输入速度(或流体粘度)和时间步长。
引用
@article{arxiv.2604.21064,
title = {Particle-resolved simulations of settling particles: A methodology for long time-integration intervals},
author = {M. Moriche and M. García-Villalba and M. Uhlmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.21064},
year = {2026}
}