颗粒声凝并微观动力学离散元模型及数值模拟OA

【目的】为了弥补现有声凝并微观动力学模型的不足,构建在多机制耦合作用下的改进的颗粒声凝并动力学离散元模型,提高颗粒微观动力学行为预测的准确性。【方法】采用离散元方法研究驻波声场中颗粒间相互作用的过程;对在声尾流与互散射效应耦合作用下的气相速度进行修正,建立改进的颗粒声凝并微观动力学离散元模型;将基于传统模型和改进模型得到的模拟结果与实验结果进行对比,验证所提出的改进模型的准确性,进而探究颗粒初始位置对2个颗粒声凝并时间的影响。【结果】改进模型不仅能够准确预测颗粒碰撞时间,还能完整再现实验中观测到颗粒相互靠近直至声凝并形成稳定颗粒团并继续运动的全过程;对于初始位置在2个相邻波节点之间的颗粒,粒径较大的颗粒发生声凝并的初始位置区间更大,声凝并时间更短;颗粒的声凝并时间随初始位置的变化呈对称性,颗粒初始位置越靠近波腹点,声凝并时间越短。【结论】与传统模型相比,改进的颗粒声凝并微观动力学离散元模型具有更高的精度。