Abstract: The effect of wall roughness on particle behavior in two-phase flows in a horizontal backward-facing step is studied using a phase-Doppler particle anemometer. The results show that the wall roughness widens the particle velocity probability density distribution, enhances the redistribution of particle velocity into different directions,reduces the particle longitudinal mean velocity and increases the longitudinal and transverse fluctuation velocities and Reynolds shear stress. The effect of roughness on particle motion in the recirculation zone is weaker than that in the fully developed flow region. The effect of roughness for small particles is restricted only in the near-wall region, while that for large particle diffuses to the whole flow field.

Key words: phase-Doppler particle anemometer measurements, particle behavior, wall roughness

摘要： The effect of wall roughness on particle behavior in two-phase flows in a horizontal backward-facing step is studied using a phase-Doppler particle anemometer. The results show that the wall roughness widens the particle velocity probability density distribution, enhances the redistribution of particle velocity into different directions,reduces the particle longitudinal mean velocity and increases the longitudinal and transverse fluctuation velocities and Reynolds shear stress. The effect of roughness on particle motion in the recirculation zone is weaker than that in the fully developed flow region. The effect of roughness for small particles is restricted only in the near-wall region, while that for large particle diffuses to the whole flow field.

关键词: 壁面粗糙度;风力计;两相流;气体粒子;计算方法;PDPA系统