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《Journal of Fluid Mechanics》刊发我院徐明厚教授团队最新研究成果

发布日期:2020-09-17    作者:     来源:     点击:

9月14日,流体力学领域国际权威期刊《Journal of Fluid Mechanics》在线刊发了我院徐明厚教授团队最新研究成果“Collision-induced breakage of agglomerates in homogenous isotropic turbulence laden with adhesive particles” 在以上研究中,我院煤燃烧国家重点实验室为第一完成单位,重点实验室陈晟副研究员为第一作者和通讯作者。 

颗粒湍流输运过程广泛存在于自然界及能源、环境、化工与航天等领域。颗粒湍流输运通常与液滴蒸发、化学反应、多相传热以及颗粒 团聚等过程耦合,带来了复杂而有趣的物理现象。在能源动力领域,深刻认识细颗粒湍流团聚及破碎规律将为多场团聚、炉内吸附等燃煤颗粒物超低排放技术发展提供理论基础。过去数十年关于颗粒湍流碰撞理论大多忽略了微米颗粒间固有的静电、流体与粘附性接触等复杂相互作用的影响,能准确预测微米颗粒湍流团聚与破碎的理论模型鲜见报道。 

在最近发表于《Journal of Fluid Mechanics》的工作中,我院徐明厚教授团队与清华大学李水清教授团队合作,采用直接数值模拟与粘附性颗粒离散动力学相结合的方法探究微米颗粒在均匀各向同性湍流场内的团聚与破碎规律。该方法能够准确解析湍流场内颗粒间碰撞、粘附与反弹以及颗粒团重构与破碎等过程。基于大量计算数据以及理论推导,提出了包含颗粒团聚体结构信息与颗粒碰撞后粘附概率的团聚核函数;通过颗粒碰撞方程的无量纲分析,建立粘附概率模化公式;基于颗粒碰撞速度概率密度分布函数,建立了颗粒团破碎速率模型。最终获得微米颗粒团聚体尺寸演化与流场结构及颗粒性质之间的关联规律。 

徐明厚教授科研团队长期专注于燃烧科学研究,研究方向包括煤与生物质的燃烧利用、污染物生成与控制及其在线检测、固体废弃物的资源化利用、碳捕集与封存、多相流数值计算、新能源与储能技术等。非常欢迎对科研感兴趣的新成员加入,更多信息请见课题组网站: http://xu.energy.hust.edu.cn/。

论文链接: https://doi.org/10.1017/jfm.2020.582