基于自由落下的有限粒子的粒子-唤醒相互作用的体积测量研究
Yi Hui Tee1, James R Dawson1, R Jason Hearst1
1Department of Energy and Process Engineering, Norwegian University of Science and Technology, Kolbjørn Hejes vei 2, 7050 Trondheim, Norway.
分成群落的粒子从乱的醒中获得速度,但它们的相对沉速度保持不变. 这项研究揭示了粒子觉醒如何影响集体自由落体动态.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 粒子动力学 粒子动力学
- 多相流程 多相流程
背景情况:
- 自由落下的粒子研究通常集中在静止流中的单个粒子上.
- 集体粒子落下受到由于邻近粒子醒来而改变的流场的影响.
- 了解这些相互作用对于多相流现象至关重要.
研究的目的:
- 调查粒子的沉积和唤醒动力学是如何受到先前粒子唤醒的影响.
- 量化流醒对粒子动量和速度的影响.
- 分析唤醒和粒子剪切层之间的相互作用.
主要方法:
- 使用Shake-The-Box技术进行体积测量实验.
- 使用四个高速摄像头和LED进行3D粒子和流体运动的同时捕捉.
- 测试了四种几何形状的12毫米颗粒 (球体,平面立方体,圆形,方圆圆柱体) 在静止水中和散装时.
主要成果:
- 与静止流相比,通过散装醒来沉降的尾随粒子表现出增加的下降动力和更快的下降速度.
- 考虑到诱导唤醒速度后,相对沉速度与静止流体中的粒子相匹配.
- 观测到上游和正在发展的剪切层之间的相互作用,导致下游更混乱的.
结论:
- 集体粒子落下增加了由于唤醒动量转移的表面沉降速度.
- 颗粒的内在相对沉行为,无论发生什么唤醒相互作用,都保持一致.
- 粒子唤醒显著改变了当地的流环境,影响了下游的粒子轨迹和唤醒结构.
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