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| 壁面边界层内颗粒的运动 摘要：本文通过对颗粒的受力分析，根据牛顿第二定律，建立了单个刚性球体在流体中自由沉降的模型，再运用欧拉离散法对该模型进行求解，最后通过结果比较，确定了模型及求解方法的准确性。分析单个颗粒在边界层内的受力，运用所建立的单颗粒沉降模型来研究颗粒在边界层内的运动，首先对颗粒进行受力分析，主要受到5个力：重力、浮力、阻力（或为曳力）、Saffman升力和Magnus升力。经过运算模拟，再绘制出速度变化图和轨迹图，通过观察发现：颗粒是下沉还是上浮由颗粒密度决定；主流速度对x方向作用明显，相比之下,y方向作用较小。最后考虑颗粒的旋转，模拟结果表明：在旋转角速度较小时，对颗粒的运动影响并不大。 关键词：边界层；速度梯度；阻力系数；雷诺数 目 次 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 目次 Ⅲ 1 绪论 1 1.1 研究背景及意义 1 1.2 国内外研究状况 1 1.3 课题中的基本假设 4 1.4 研究方法及措施 4 2 单颗粒沉降 6 2.1 颗粒模型和沉降模型的建立 6 2.2 离散形式及具体计算 6 2.3可靠性验证 7 3边界层及颗粒受力分析 10 3.1 边界层模型的建立 10 3.2 颗粒的受力分析 11 4颗粒在边界层内运动 12 4.1不考虑颗粒的旋转 12 4.1.1研究流体主流速度对颗粒运动的影响 12 4.1.2研究颗粒释放位置对颗粒运动的影响 14 4.2考虑颗粒的旋转 17 5总结与展望 19 5.1研究总结 19 5.2研究展望 19 参考文献 21 |
