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绕流中颗粒与柱体碰撞和磨损的直接数值模拟
  • ISSN号:1008-973X
  • 期刊名称:《浙江大学学报:工学版》
  • 时间:0
  • 分类:O357[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]浙江大学热能工程研究所,能源洁净利用国家重点实验室,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(50236030).
中文摘要:

为了研究圆柱近壁区颗粒与柱体的碰撞和磨损问题,采用高精度有限差分的方法对圆柱绕流进行了直接数值模拟.在获得高精度计算流场信息的基础上,采用Lagrangian方法追踪了颗粒在圆柱近壁区的运动.利用非弹性碰撞模型的壁面磨损量经验公式,进行了壁面磨损量的计算,详尽考察了不同粒径的颗粒与壁面的碰撞磨损情况.研究发现,随着颗粒粒径的增大,颗粒与壁面的碰撞频率变高;局部碰撞频率的曲线较为特殊,粒径较大颗粒的碰撞多发生在与来流方向平行的中心轴线处,而小粒径颗粒的碰撞则要外移一定的位置.还发现颗粒对壁面的磨损率也是随粒径的增大而增大.颗粒的冲击角对壁面的磨损同样起着至关重要的影响,对于塑性材料,冲击角为20°~30°时,壁面的磨损率最大.

英文摘要:

To investigate collisions and erosions of particles and cylinder in the near field of circular cylinder wake, direct numerical simulation of a circular cylinder wake flow was proposed by using high-order finite difference method. Based on accurate gas-field simulation, Lagrangian method was employed to trace the particles. With the empirical formula of calculating erosion in the inelastic collision model, the associated collision pattern of particles with different Stokes numbers was examined in detail. Simulation results indicated that the increase of particles' diameters leads to increasing the collision frequency, and that the collision of the bigger particles and the cylinder occurs in the center axis that parallels inflow direction, while the collision positions of the smaller particles move backward. Erosion ratio also increases with increasing diameters of particles. Effect of the impact angles is also significant. For plastic material, the erosion ratio is highest at 20°~430°.

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期刊信息
  • 《浙江大学学报:工学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:岑可法
  • 地址:杭州市浙大路38号
  • 邮编:310027
  • 邮箱:xbgkb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87952273
  • 国际标准刊号:ISSN:1008-973X
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1245/T
  • 邮发代号:32-40
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊质量评比二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21198