基于格子玻尔兹曼方法的圆柱阵列积灰数值模拟

摘要

为了研究圆柱阵列的除尘效率,以圆柱捕集颗粒物为例,基于Lattice-Boltzmann方法(LBM),探讨了不同类型圆柱阵列表面的积灰过程、形态及其在圆柱表面的堆积。首先使用LBM算法计算圆柱阵列绕流,接着从计算域入口处注入灰尘颗粒,并计算颗粒的运动轨迹、在圆柱表面的堆积。结果表明颗粒物在圆柱表面的堆积对流体流动有显著影响,并且不能忽略颗粒堆积物对流场的影响;颗粒物堆积形貌在一定条件下呈枝簇结构,且枝簇结构朝与来流相反的方向生长;不同布置的圆柱阵列对灰尘捕集效率有显著影响;圆柱阵列中后排圆柱受前排阵列影响很大,其捕集颗粒数量相对较少。