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本文旨在采用虚拟区域方法对Re=1500-3500的圆管内颗粒悬浮流进行直接数值模拟,以揭示颗粒促进湍流转捩的机理。关于数值模型,在流向采用周期性边界条件,压力梯度保持固定,本文只考虑流向周期为1个和两个圆管直径,颗粒-圆管直径比为0.1和0.15的情况。以往计算结果表明颗粒的存在可以诱导行波流动结构(流向涡和速度条纹),在雷诺数为1000时颗粒诱导的流动结构较弱,颗粒可以稳定沿直线前进,流动结构也随之平移。本文结果表明:在Re=1500时,在较长的圆管内(两个圆管直径),粒-管径比为0.1的单个颗粒往管壁迁移时,流动结构增强并最终失去稳定,流向涡急剧增长,导致湍流态出现,颗粒的运动受流向涡控制,但随后流动会重层流化,颗粒往管壁的惯性迁移会导致流动的再次失稳,然而颗粒最终会进入沿管壁转圈(螺旋形前进)的状态,同时流动能保持稳定。在雷诺数高达3000时仍可观察到稳定态。在Re=1500时,放入多个粒-管径比为0.1的颗粒,或把粒- 管径比增加到0.15,都可以导致系统达不到稳定态。颗粒数的增多往往使得流动的脉动性(间歇性)强度减小。颗粒诱导的结构在较短的圆管中(一个圆管直径)较为稳定,在雷诺数为3500时,粒-管径比为0.15的颗粒在重层流化后仍能稳定在惯性迁移平衡位置。