回转筒颗粒表面流的分子动力学模拟和连续理论

【摘要】 在考虑颗粒非弹性接触、滑动摩擦和滚动摩擦基础上发展了分子动力学模拟的算法,实现了中高速(Fr=0.1~0.2)回转筒内颗粒流的离散模拟.回转筒内颗粒流由表面活性层和下部柱塞流区组成,颗粒在活性层的停留时间约为柱塞流区的1/3~1/2,对称线上活性层和柱塞流区的厚度比为0.57~0.61,因而推断颗粒流动处于Rolling-Cascading过渡模式.对称线上MD模拟的速度分布与正电子放射性测量实验结果十分吻合.在模拟和实验结果基础上发展了连续理论:柱塞流区内颗粒运动并非完全随着筒壁刚体转动,而是存在着塑性蠕变,这种速度变化过程符合指数函数规律;而活性层内颗粒流动则符合简单的Couette切变流动分布.最后探讨了颗粒温度和颗粒相对浓度分布的内在机理.更多还原