前文关于颗粒相脉动量本构关系的两种推导过程都表明，当液相紊动速度Ui与颗粒相脉动速度Vi不相关时，颗粒相的本构关系中不直接包含液相水流的贡献。在高浓度情形下，由于颗粒平均间距较小，粒间碰撞经常发生。Ding和Gidaspow 、Louge et al. 、Cao和Ahmadi、Aragon 、Jenkins和Hanes等快速颗粒流理论的应用中，其流动条件基本与上述分析结果相符。......
2023-06-22
基于Boltzmann方程的颗粒流模型的适用条件探讨
【摘要】：快速颗粒流是层移质运动和水石流的概化模型，是高含沙水流运动的一种极端情形。这些水沙两相之间的复杂作用不仅影响着泥沙颗粒的运动特征，还可能影响到泥沙颗粒的应力应变本构关系。同时，也有研究人员用快速颗粒流理论的成果分析高含沙水流的运动特征。本节从颗粒流理论的经典方法出发，分析快速颗粒流理论在高含沙水流运动中的适用条件。因此，本节分析液相水流所直接影响的颗粒相脉动量的本构关系。
快速颗粒流是层移质运动和水石流的概化模型，是高含沙水流运动的一种极端情形。在通常的高含沙水流中，泥沙颗粒除了受到其他颗粒的作用以外，还受到来自水流的各种作用力，如阻力、升力和各种时间相关力等 (Crowe等，1998)。这些水沙两相之间的复杂作用不仅影响着泥沙颗粒的运动特征，还可能影响到泥沙颗粒的应力应变本构关系。在快速颗粒流理论中，颗粒相的应力应变本构关系的建立，并没有考虑颗粒之间水流的影响(王光谦，1989;Ding和Gidaspow，1990;王光谦等，1994;Ni et.al.，2000)。同时，也有研究人员(Aragon，1995)用快速颗粒流理论的成果分析高含沙水流的运动特征。本节从颗粒流理论的经典方法出发，分析快速颗粒流理论在高含沙水流运动中的适用条件(王光谦和傅旭东，2000)。在颗粒相质量、动量和脉动能方程式 (3-7)～式 (3-9)的封闭中，需要给出各碰撞项和脉动项的本构关系式。其中。在选取颗粒速度分布函数为正态分布时，式(3-5)、式(3-6)就给出了各碰撞项的二阶近似解，液相存在并不直接影响各碰撞项的本构关系。因此，本节分析液相水流所直接影响的颗粒相脉动量的本构关系。
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2023-06-22
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2023-06-22
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2023-06-22
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2023-06-22
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2023-06-23
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图3-4脉动应力与碰撞应力之比随浓度的变化上述颗粒流模型所描述的运动物理图景是颗粒碰撞作用为主、水流影响可以忽略不计的流动过程。无粘泥石流运动中，颗粒浓度非常高，泥沙颗粒的运动以碰撞作用为主，除了颗粒快速的空间位置交换和碰撞所产生的脉动应力和碰撞应力以外，还有颗粒之间相互挤压、摩擦产生的摩擦应力。颗粒相的总应力为:式中:Pij为总应力;为摩擦应力分量。......
2023-06-22
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2023-06-22
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