垂直和水平湍流管道流中的气溶胶颗粒传输与沉积

研究了在不同重力方向下，垂直和水平湍流管道流中的气溶胶颗粒传输与沉积。通过伪谱方法直接数值模拟纳维-斯托克斯方程生成瞬时流体速度场。使用包含斯托克斯阻力、布朗扩散、升力和重力的颗粒运动方程进行轨迹分析。评估、编制并统计分析了8192条颗粒路径的集合。结果表明，壁面相干结构在颗粒沉积过程中起着重要作用。在不同条件下的模拟沉积速度与现有实验数据和亚层模型预测进行比较。结果显示，剪切速度、密度比、剪切引起的升力和流动方向影响颗粒沉积率。垂直管道的结果表明，颗粒沉积速度随重力方向变化，当剪切速度较小时，这种影响更为显著。对于水平管道，重力沉降增加了下壁上的颗粒沉积率。