计算物理 ›› 2016, Vol. 33 ›› Issue (3): 311-321.

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振动纤维捕集颗粒的格子Boltzmann模拟

张浩龙, 陶实, 郭照立   

  1. 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室, 武汉 430074
  • 收稿日期:2015-04-13 修回日期:2015-08-12 出版日期:2016-05-25 发布日期:2016-05-25
  • 通讯作者: 郭照立(1972-),男,博士,教授,博导,从事复杂流动的介观物理模型和数值方法研究,E-mail:zlguo@mail.hust.edu.cn
  • 作者简介:张浩龙(1991-),男,硕士,研究气固两相流问题,E-mail:zhanghl@hust.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51125024)及国家重大基础研究专项基金(2011CB707305)资助项目

Lattice Boltzmann Simulation of Capture on a Vibrating Cylinder

ZHANG Haolong, TAO Shi, GUO Zhaoli   

  1. State Key Laboratory of Coal Combustion, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
  • Received:2015-04-13 Revised:2015-08-12 Online:2016-05-25 Published:2016-05-25

摘要: 采用格子Boltzmann方法对振动纤维捕集颗粒进行数值研究.纤维附近采用多块网格加细技术计算,颗粒采用Lagrange跟踪方法模拟.研究雷诺数为200的流向振动纤维绕流的AⅡ、AⅢ、AIV、S四种涡结构下的亚微米煤粉颗粒的捕集问题.结果表明纤维的流向强迫振动能够显著提高颗粒的捕集效率.且迎风面的捕集效率提升不大,背风面的提升则更为显著.颗粒撞击角度的统计反映了背风面捕集效率提升的细节.另外流动处于AⅢ模态时,每个周期内脱落两个正涡一个负涡,被捕集颗粒的初始位置分布不对称.而其它模态基本关于流场中心对称.

关键词: 流向振荡, 颗粒捕集, 格子Boltzmann, Lagrange跟踪方法

Abstract: Capture on a vibrating cylinder is simulated. Flow field is obtained with lattice Boltzmann method combined multi-block lattice Boltzmann method. Motion of single particle is calculated with Langevin equation by Lagrange integration. Drag force and Brownian diffusion is considered only. Cylinder does harmonic motion in flow direction with various frequency and amplitude at Re=200. As a result, different flow pattern present. We found capture efficiency raises. Especially at AⅢ vortex pattern, distribution of initial position deviates from center.

Key words: lattice Boltzmann method, vibrating cylinder, particle capture, Lagrange tracking method

中图分类号: