混凝装备中流场的涡旋特征是影响煤泥水等微细颗粒絮凝效果的关键因素之一。为解析流场涡旋影响颗粒混凝碰撞与粘附的机制，以圆柱绕流产生的涡街为代表性涡旋流场，采用CFD方法模拟了流速和圆柱直径对流场涡旋强度和尺度的影响；引入XDLVO理论辅助描述离散元方法中颗粒间的相互作用力，进行粒径为25-100 μm的颗粒在上述流场中的碰撞与粘附过程的CFD-DEM模拟，并进行试验验证。结果表明，在流速0.06～0.12 m/s、圆柱直径2～6 mm、雷诺数为120～720的范围内，圆柱绕流场中的涡旋半径（r）与圆柱直径（D）的关系近似为r=0.1333D+0.4214，与流速没有显著的相关性；涡旋中心的最大涡量与流速成正比，涡旋强度与圆柱直径的2次方正相关。CFD-DEM（XDLVO）模拟方法获得的粘附聚集体的特征参数与试验结果吻合较好，说明其可以较准确地描述圆柱绕流场中颗粒的碰撞与粘附过程。对流场涡旋分布特征和聚集体在流场分区中的分布特征的分析表明，流场中的涡旋通过惯性离心力使颗粒远离涡旋中心向涡旋周边的粘性剪切区富集，在改变颗粒运动方向的同时，增加了颗粒在粘性区的局部浓度，从而提高了颗粒的碰撞概率，有效促进了颗粒的粘附并大。当涡旋尺度为物料粒径的10倍左右时最有利于颗粒的碰撞粘附，因此可以根据应用场景的物料粒度来优化设计绕流圆柱直径，使其达到最好的粘附效果。

1 引言
2 数值模拟与试验方法
2.1 CFD模拟条件设定
2.2 DEM条件设定
2.2.1 颗粒间基于XDLVO理论的作用力模型
2.2.2 DEM模拟参数设定
2.2.3 耦合接口CFDEM coupling设置
2.2.4 流场涡旋特征的提取
2.2.5 粘附情况统计
2.3 试验方法
2.3.1 模拟用参数的测定
2.3.2 凝聚试验
3 结果与讨论
3.1 圆柱绕流场的涡旋结构及其影响因素
3.1.1 流速对涡结构的影响
3.1.2 圆柱直径对涡结构的影响
3.2 圆柱绕流场下混凝粘附模拟的试验验证
3.3圆柱绕流流场影响颗粒混凝粘附的机制
3.3.1 圆柱绕流流场内颗粒的运动与粘附
3.3.2 涡旋尺度和颗粒尺度的匹配关系
4 结论