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高教探索2025年第03期:声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周英贵;许玥;杨娜娜;凡凤仙;

单位:盐城工学院环境科学与工程学院;上海理工大学能源与动力工程学院;上海市动力工程多相流动与传热重点实验室;

摘要:建立声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模型,在模型验证的基础上,探究颗粒碰撞过程中接触力、重叠量和颗粒速度演变的过程,考察颗粒中心连线与声波波动方向的夹角和颗粒半径对碰撞动力学的影响。结果表明,颗粒凝并前经历多次“压缩-回弹”过程,颗粒分离前仅经历一次“压缩-回弹”过程;颗粒中心连线偏离声波波动方向程度越大,凝并时间越长,特别是当二者接近垂直时,颗粒无法发生碰撞;随着颗粒半径的增大,碰撞后果由凝并转变为分离,凝并时间先减小而后趋于恒定,分离时间几乎不受颗粒半径的影响。研究结果可为颗粒声凝并过程的准确预测提供基础。

关键词:微米级颗粒;;二元碰撞;;外加声场;;颗粒凝并;;离散元方法;;数值模拟

基金资助:国家自然科学基金(51976130)