摘要：为了获得柱状物的轨迹和取向演变过程,对旋转直扩张通道中的柱状物悬浮流进行了数值模拟.采用Laplace方程生成通道的数值网格,使用有限体积法求解流场,然后采用Runge-Kutta法沿轨迹积分Jeffery方程来获得柱状物的取向演变.通过求解概率分布函数获得柱状物稳态取向分布.结果表明,流场的进口速度和柱状物所处的进口位置对于柱状物的取向演变具有重要影响,而通道的旋转速度和柱状物的初始取向对于柱状物的取向演变影响不大.当柱状物的长径比大于5时,取向分布对于长径比的变化不敏感;小于5时,长径比越小,柱状物旋转的速度越快,并且出现指向围绕流动方向振荡的情况越频繁.柱状物的取向总体上朝着流线方向,在壁面附近这一现象更为明显.结论对于含柱状物悬浮流泵送过程的研究具有参考价值.

关键词：柱状物悬浮流 旋转 扩张通道 取向 数值模拟 

单位：浙江大学流体工程研究所 浙江杭州310027 杭州振兴工业泵有限公司 浙江杭州311234 中国计量学院计量测试工程学院 浙江杭州310018