基于耗散粒子动力学的剪切流中黏性沙絮凝机理研究

发布时间：2024-03-31 12:12

　　基于介观尺度下的耗散粒子动力学方法,建立了包含力场势函数的均匀各向同性紊流模型,对不同剪切率条件下黏性泥沙的絮凝过程及絮团形态进行了模拟计算。结果表明:随着剪切率的增大,体系中絮团初始出现的时间先急剧减小,后经短暂平稳过渡,又迅速增大,最后基本保持不变;水体剪切率较小时,非键能减小速度较快,随着剪切率进一步增大,非键能减小速度逐渐变缓,体系稳定性逐渐降低;当剪切率较小时,絮团形态更为致密,分形维数逐渐增大;随着剪切率的进一步增大,伴随有多个小絮团出现,分形维数逐渐减小,最终保持在1.12左右;在紊动剪切条件下,体系中絮团一直处于碰撞、絮凝、破碎的动态过程。

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【部分图文】：

图1体型初始状态

在不同剪切率条件下，体系中初始絮团出现时间的变化规律如图2所示。由图2可见，在剪切率G<0.1ps-1时，初始絮团出现的时间急剧减小;在剪切率G∈(0.1,0.5)ps-1时，体系中初始絮团出现的时间基本没有变化;在剪切率G∈(0.5,1.5)ps-1时，初始絮团出现的时间....

图2初始絮团出现时间与剪切率的关系

图1体型初始状态4.2絮凝过程中非键能的变化规律

图3不同剪切率条件下非键能变化过程

剪切率G=0.1ps-1、1.5ps-1时，体系内絮团个数的变化过程如图4所示。由图4可见，在紊动剪切作用下，在起始的40～50ps时段内，体系内未形成絮团;之后体系中絮团个数迅速增大并围绕着一个常数值波动，说明体系中各絮团一直处于黏结、破碎的动态平衡中。可见，基于耗散粒子....

图4絮凝过程中絮团数量变化(G=0.1ps-1、1.5ps-1)

图3不同剪切率条件下非键能变化过程4.4絮团最终形态分形维数的变化规律

本文编号：3943912