(圆球体积公式)
类似的,已知颗粒质量m和密度,可得
形状:颗粒整体的几何形态,以球形为标准,定义球度系数来度量颗粒的不同形状。
圆度:颗粒棱角的尖钝程度。
分类
颗粒在运动过程中受到许多种力的作用,不同的力在颗粒运动中起到的作用不同,地位不同,因而处理的方法也不同。
1. 惯性力,F=ma
2. 阻力,
3. 重力和浮力,G=rVg,排开液体的重量;
4. 压力梯度力,由流场中压力梯度引起的作用力,与惯性力相比,数量级很小,可忽略不计。
5. 虚假质量力——附加质量(Added Mass),特例:圆球的附加质量力是惯性力的一半。
—— 划分的目的:得到颗粒在流场中受到的合力。
6. Basset力,发生在粘性流体中,与运动的不稳定性有关
7. Magnus升力,由于颗粒旋转产生,
8. Saffman升力,流场中存在速度梯度,颗粒受到的升力作用。在速度边界层中,该力的影响比较明显。
9. 热泳力,光电泳力,声泳力:在有温度梯度的流场中,使颗粒从高温区向低温区运动的力通常称为热泳力。颗粒吸收光能并加热附近的气体分子,产生类似于热泳力的光电泳力。在声场中,颗粒随着气体振动作用而产生漂移运动。通常情况下,光电泳力和声泳力可忽略不计。
10. 颗粒所受的静电力,带有电荷的颗粒在运动中将受到静电力的作用。
4. 单颗粒及颗粒群的阻力
颗粒在流体中运动时受到的流体阻力大小为: