计算机与应用化学2019，Vol.36Issue(5) ：439-444.

低马赫数下圆球绕流的硬球-拟颗粒模拟

Simulation of flow around a single sphere at low mach numbers by hard sphere/pseudo particle modeling (HS-PPM)

马琳博 赵明璨 赵祺 崔丽杰 陈飞国 葛蔚
计算机与应用化学2019，Vol.36Issue(5) ：439-444.
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低马赫数下圆球绕流的硬球-拟颗粒模拟

Simulation of flow around a single sphere at low mach numbers by hard sphere/pseudo particle modeling (HS-PPM)

马琳博 1赵明璨 2赵祺 2崔丽杰 3陈飞国 4葛蔚2
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学化学科学学院,北京市,100049;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京市,100190
  • 2. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京市,100190;中国科学院大学化学工程学院,北京市,100049
  • 3. 中国科学院大学化学科学学院,北京市,100049
  • 4. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京市,100190
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摘要

硬球-拟颗粒模拟(HS-PPM)能够描述流动的微观细节,已应用于反应-扩散耦合和超声速流动等的研究.但对过程工业中广泛存在的低马赫数(Ma＜1.0)流动,HS-PPM的适用性还没有直接证据.本文以低雷诺数(Re≤10)和低马赫数(Ma＜1.0)下的圆球绕流为实例探索了这种可行性.圆球表面以解析法描述以保证光滑性,并采用回弹模型保证无滑移边界条件,所有方向上采用周期性边界条件.当Ma＜0.1时,分析了模拟体系固含率、模拟区域的形状以及努森数对曳力系数的影响.结果 表明,曳力系数随固含率的提高而增加;低固含率下的曳力系数与无限大流场中的单颗粒绕流接近;低努森数下得到的曳力系数更高.采用时空平均得到的流场稳定、轴对称,且无明显的温度和密度梯度,符合公认的实验和模拟结果.Ma＞0.1时的曳力系数随马赫数的变化符合前人报道.上述结果展示了HS-PPM用于低马赫数流动研究的可行性.

关键词

分子动力学模拟/硬球-拟颗粒模拟/圆球绕流/无滑移/曳力系数

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基金项目

国防基础科研科学挑战专题项目(TZ2016001)

国家自然科学基金资助项目(91834303)

中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-JSC029)

中国科学院信息化专项课题(XXH13506-301)

出版年

2019
计算机与应用化学
中国科学院过程工程研究所

计算机与应用化学

CSTPCD北大核心
影响因子：0.386
ISSN：1001-4160
被引量2
参考文献量1
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