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存在半球粗糙元的发展平板边界层流动中的颗粒输运的直接数值模拟研究的开题报告

研究背景：

颗粒在流体中的输运过程在许多工程领域中都有重要的应用，例如环境工程、化工工程和生物医学工程等。在这些领域中，对颗粒输运的研究主要关注于流动中的颗粒过滤、分离和聚集等过程。然而，在这些研究中很少考虑流体的边界层效应，这种效应在实际工程中却是不可避免的。因此，需要对流体边界层中的颗粒输运进行研究，以更准确地描述流体中颗粒的运动行为，提高模拟的精度和预测的可靠性。

研究目的：

本研究旨在开展对存在半球粗糙元的发展平板边界层流动中的颗粒输运的直接数值模拟，解析半球粗糙表面对边界层流动的影响及对颗粒运动的影响，以提高对流体边界层颗粒输运的理解和预测。

研究方法：

本研究采用数值模拟方法，通过计算流体与颗粒的相互作用来模拟颗粒在流体边界层中的输运过程。借助计算流体力学（CFD）软件OpenFOAM，建立存在半球粗糙元的发展平板边界层流动的数值模型，并对颗粒输运进行直接数值模拟。

研究内容：

1.建立存在半球粗糙元的发展平板边界层流动的数值模型；

2.对边界层流动中的颗粒输运进行直接数值模拟，分析颗粒在半球粗糙表面上的运动轨迹、速度和轨道偏转等特征；

3.实验验证数值模拟结果。

研究意义：

本研究可以为边界层流动中颗粒运动的理解和预测提供重要的基础数据，同时为涉及颗粒输运的工程问题提供指导，具有一定的理论和应用价值。