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作者：柯春海;陈和平;张浩;
单位：信阳师范大学数学与统计学院;东北大学冶金学院;
摘要：为了揭示高炉风口回旋区周边颗粒对煤粉颗粒受力和传热特性的影响机理，建立了基于CPU-GPU异构并行模式的三维浸没边界-格子Boltzmann法(IB-LBM)模型，针对串列三颗粒在流场中的曳力和传热特征开展数值模拟研究，详细讨论了雷诺数(10≤Re≤100)和颗粒间距(s=2D,4D)对曳力系数Cd和平均努塞尔数Nu的影响.结果表明：第2个和第3个颗粒置入后，随着Re的增大，3个颗粒的Cd均减小(Cd_1>Cd_2>Cd_3),而3个颗粒的Nu均增大(Nu_1>Nu_2>Nu_3);根据数值模拟结果，分别构建了串列三颗粒的Cd与Nu的新关联式，新关联式得出的Cd和Nu预测值与数值模拟结果相比，最大误差分别为2.544 9%和0.448 0%,这表明该关联式适用于高炉喷吹煤粉颗粒在热风中受力和传热机制的数值仿真过程.
关键词：格子Boltzmann法;串列三颗粒;曳力系数;平均努塞尔数
基金资助：国家重点研发计划项目(2021YFB1715500); 国家自然科学基金项目(11901504,12072071); 河南省科技攻关项目(222102320425); 信阳师范大学“南湖学者奖励计划”青年项目
