王春雨^1,2， 李承功^1*， 叶 茂¹

1. 中国科学院大连化学物理研究所，辽宁 大连 1160232. 中国科学院大学，北京 100049

收稿日期:2020-07-06修回日期:2020-07-17出版日期:2021-06-28发布日期:2021-06-28
通讯作者:李承功

基金资助:甲醇制烯烃过程介尺度机制与调控及其在新一代技术中的示范应用

Numerical simulation on fluid flow past a circular heterogeneous porous particle

Chunyu WANG^1,2, Chenggong LI^1*, Mao YE¹

1. Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian, Liaoning 116023, China2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2020-07-06Revised:2020-07-17Online:2021-06-28Published:2021-06-28

摘要/Abstract

摘要： 多孔颗粒两相流在工业过程中普遍存在，但多孔颗粒的内部结构几乎都是不均匀的，这可能影响颗粒与流体间的相互作用。采用基于本征相平均速度的体积平均宏观控制方程描述多孔颗粒内部和外部的流体流动，采用改进的格子Boltzmann方法(LBM)求解广义的宏观控制方程，并对二维流体流过非均匀多孔颗粒进行了数值模拟研究。通过随机分布难以渗透区域调节多孔颗粒内部的非均匀结构，分析颗粒内部非均匀结构对颗粒受力及其内外部流场演化的影响。结果表明，相对于内部结构均匀的多孔颗粒，颗粒的非均匀结构能够导致颗粒的升力和内部纵向传质的产生，升力和传质强度均随难以渗透区域含量wm增加而增加，随达西数(Da)增加呈先增加后减小的趋势。难以渗透区域的存在还导致颗粒后方尾涡在较低雷诺数(Re)下不再对称分布，且尾涡脱落的临界Re数降至约38，增强了流场的扰动强度。颗粒内部非均匀结构对颗粒受力和流场演化均有重要影响。

引用本文

王春雨 李承功 叶茂. 单个圆形非均匀多孔颗粒绕流的数值模拟[J]. 过程工程学报, 2021, 21(6): 658-670.
Chunyu WANG Chenggong LI Mao YE. Numerical simulation on fluid flow past a circular heterogeneous porous particle[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(6): 658-670.

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参考文献

相关文章 4

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