近日，能動(dòng)學(xué)院顆粒多相流智能測(cè)量與計(jì)算研究中心科研團(tuán)隊(duì)的最新研究成果“中性浮力球體在圓管泊肅葉流動(dòng)中的慣性遷移區(qū)域“（Inertial migration regimes of a neutrally buoyant sphere in pipe Poiseuille flow）發(fā)表在《流體力學(xué)》（Journal of Fluid Mechanics）上。博士研究生羅偉樂為論文第一作者，凡鳳仙教授為通訊作者，德國(guó)杜伊斯堡-埃森大學(xué)Eric J. R. Parteli博士、德國(guó)埃朗根-紐倫堡大學(xué) Thorsten P?schel 教授為共同作者。
在泊肅葉流中，中性浮力顆粒會(huì)發(fā)生從初始位置向特定徑向位置遷移并最終穩(wěn)定在該位置的慣性遷移現(xiàn)象，此現(xiàn)象又稱為Segré–Silberberg效應(yīng)。慣性遷移不僅是受限顆粒懸浮流動(dòng)中經(jīng)典的流體力學(xué)現(xiàn)象，而且在顆粒富集、分離和計(jì)數(shù)等顆粒調(diào)控領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。傳統(tǒng)研究多關(guān)注顆粒最終的徑向平衡位置，而針對(duì)顆粒動(dòng)力學(xué)行為模式及其物理機(jī)制，學(xué)界尚缺乏系統(tǒng)性認(rèn)知。
論文采用流固全解析耦合模擬方法，系統(tǒng)揭示了顆粒慣性遷移動(dòng)力學(xué)行為規(guī)律，闡明了單調(diào)、過沖、振蕩三種慣性遷移模式發(fā)生的物理?xiàng)l件，揭示了流體雷諾數(shù)和顆粒與管道直徑之比對(duì)遷移模式轉(zhuǎn)變、最終徑向平衡位置、入口段長(zhǎng)度的影響機(jī)制，為受限顆粒懸浮流動(dòng)的調(diào)控提供了重要理論依據(jù)和新思路。
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能動(dòng)學(xué)院顆粒多相流智能測(cè)量與計(jì)算研究中心在國(guó)家“兩機(jī)”專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持下，廣泛深入開展顆粒多相流的各類基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，近年來在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）、《化學(xué)工程科學(xué)》（Chemical Engineering Science）、《氣溶膠科學(xué)雜志》（Journal of Aerosol Science）等相關(guān)領(lǐng)域頂級(jí)與權(quán)威期刊上發(fā)表論文近百篇。
《流體力學(xué)》（Journal of Fluid Mechanics）是英國(guó)劍橋大學(xué)出版社旗下的核心期刊，由著名流體力學(xué)大師George K. Batchelor于1956年創(chuàng)辦，長(zhǎng)期刊載流體力學(xué)領(lǐng)域最前沿的理論與應(yīng)用研究成果，是業(yè)界公認(rèn)的流體力學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊。
論文鏈接：https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11211
