稠密二元刚性颗粒混合物的湍流槽道流

我们通过界面解析直接数值模拟研究了有限尺寸中性浮力刚性颗粒二元混合物的湍流槽道流。我们固定整体雷诺数和总固体体积分数，$Re_b = 5600$ 和 $\Phi=20\%$，并改变小颗粒和大颗粒的相对比例。二元混合物由两种不同尺寸的颗粒组成，$2h/d_l=20$ 和 $2h/d_s=30$，其中 $h$ 为半槽道高度，$d_l$ 和 $d_s$ 分别为大颗粒和小颗粒的直径。虽然颗粒流统计量显示出平均速度剖面和湍流脉动相对于无颗粒流有显著改变，但单分散和双分散情形之间的差异很小。然而，我们观察到在二元混合物中，小颗粒在壁面处有明显的偏聚，这影响了近壁区的动力学，从而影响整体阻力。这导致大颗粒含量较多的悬浮液中阻力更高。关于双分散对颗粒动力学的影响，当增加小/大颗粒的百分比时，观察到颗粒在展向（均匀）方向上的弥散呈非单调变化。最后，我们注意到相同尺寸的颗粒倾向于在接触时更多地聚集，而大颗粒的动力学由于更高的接近速度而给出最大的碰撞核。