利用计算流体力学和传递原理等多学科方法,对化工工艺中普遍涉及的液固悬浮液的流变性质、剪切流动和传质特性开展应用基础研究。借助计算机模拟、中性悬浮剪切流动实验和理论分析,进行颗粒尺度和设备尺度的综合研究,初步揭示颗粒-流体之间的相互作用机理。利用Poiseuille圆管悬浮液输送、Couette装置产生简单剪切流场和数值模拟剪切流场中单个中性悬浮的球形粒子(固体颗粒和液滴)及悬浮液的流动与传质,考察颗粒大小和形状、雷诺数、Peclet数等对流场结构和传质速率的影响。数值模拟结果与实验数据、低雷诺数条件下理论结果进行对比分析,增进认识剪切流动作用下中性悬浮颗粒和悬浮液的流动和传递规律,建立表征剪切流动和传递过程的机理性计算模型,对优化和调控悬浮液混合、输送和反应有指导意义,促进化工多相流体力学的发展。
英文主题词suspension; shear flow; mass transfer; rheology; numerical simulation