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热剪切湍流中微细颗粒热泳沉积的数值研究

摘要

本文采用基于动力学亚格子模型和热通量模型的大涡模拟方法和拉格朗日追踪法,对热剪切湍流和其中的微细颗粒群的运动进行了数值模拟,研究微细颗粒的热泳沉积以及分布规律.对于本研究的粒径范围为0.5~5 ?m的亚微米颗粒,由于其惯性力较小,其平均和脉动速度接近流场速度的统计量.在热剪切槽道湍流中,近壁区强温度梯度的存在导致热泳力对颗粒输运的影响十分明显,热泳现象加速低温壁面附近颗粒的沉降.在Stokes 迁移力﹑Saffman 升力和热泳力等共同作用下,低温壁面附近颗粒的团聚现象不复存在,而高温壁面附近的颗粒群则表现出与流场条带结构相似的选择性聚集.另外,我们经研究得到了颗粒沉积速率与颗粒响应时间之间的重要函数关系.

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