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基于LBM-CA方法椭圆柱表面气溶胶粒子的多机理沉积特性仿真

LBM；CA；椭圆柱；气溶胶；沉积

为了研究椭圆柱纤维捕集气溶胶的动态过程，基于Lattice-Boltzmann方法(LBM)和自动元胞机算法，探讨了沉积过程的气溶胶沉积形貌、流场及捕集率。首先使用LBM算法计算并验证了椭圆柱绕流，接着在计算域中随机注入气溶胶颗粒，并计算气溶胶颗粒的运动轨迹及其在椭圆柱表面的沉积过程。结果表明：气溶胶沉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；大粒径颗粒在椭圆柱表面的沉积对流体流动有显著影响；小粒径的颗粒，其受布朗力影响明显，可能在椭圆柱“背风”面上沉积；粒径大的颗粒更容易在椭圆柱“迎风”面上沉积。随着颗粒沉积，计算域内压降比会逐渐增加；椭圆柱的旋转角度和颗粒沉积形貌对计算域内压力降有显著影响。