摘要：针对方管中中性悬浮颗粒（颗粒与流体密度等于1）的惯性迁移现象问题,采用并行虚拟区域方法（DF/FD）进行了完全直接数值模拟.选取了周期性管长（L=2H）和3种不同粒径大小的球形颗粒,模拟研究了颗粒在Re为100～1 500范围内的方腔管道中的惯性迁移过程,确定了颗粒的迁移轨迹和平衡位置,以及粒径对颗粒惯性迁移现象的影响,并与圆管、槽道流结果进行了对比.研究结果表明：颗粒迁移后的平衡位置主要分为方管对角线和边线中间两种;随着雷诺数的增加,对角线上的平衡位置愈靠近角落,颗粒粒径越小,离角落越近;边线中间的平衡位置则先靠近壁面,当Re增加到800左右,颗粒的平衡位置开始远离壁面向方管中心迁移,大颗粒即粒径比a/H=0.15表现的最为明显,会形成类似于圆管中的内部平衡位置.

关键词：虚拟区域法 惯性迁移 颗粒悬浮流 

单位：浙江大学力学系 浙江杭州310027