方形明槽湍流中颗粒卷起行为的数值模拟

采用大涡模拟单向耦合拉格朗日颗粒跟踪技术的方法研究了高雷诺数下(Re=2.5×10~5)方形明渠槽道湍流中颗粒的卷起行为。模拟结果表明,湍流驱动产生的二次流对颗粒的悬浮起着重要的作用,且颗粒的卷起率随着颗粒直径的增大而减小。剪切升力被发现可以促进颗粒的卷起,且这种作用随着粒径的增大而增强。与封闭槽道流相比,明渠槽流截面的二次流强度较弱,从而造成其卷起率分布波动较小。动力学分析表明,对于小颗粒,其卷起行为主要取决于曳力,而对大颗粒,升力起主导作用。