粗糙流道微细颗粒物沉积特性的数值研究

应用Weierstrass-Mandelbrot(W-M)分形方程构建了均方根粗糙度为0.5mm的壁面,采用欧拉-拉格朗日双向耦合方法,对粒径范围为0.1~20μm的球形固体颗粒在风速范围为3~7m/s的粗糙流道内的沉积行为进行了数值模拟,研究了粗糙流道内的颗粒沉积特性。结果表明:粗糙结构在近壁区间生成一系列湍流涡,可大幅提高微小颗粒(无量纲弛豫时间τ+1)的沉积速度,但粗糙结构对较大颗粒(τ~+1)的沉积速度影响较小;风速的提高增大了近壁区间内的湍流涡速度及湍动能,可增大d_p≤5μm的颗粒的沉积率,但对于d_p≥10μm的颗粒,提高风速会使其沉积率下降;减小壁面粗糙度可作为减弱PM2.5沉积速度的有效手段。