粗糙颗粒气固两相流多尺度模拟

发布时间：2025-03-18 23:58

　　气固两相流是一个非线性、非平衡系统,具有复杂的非均匀介尺度结构,EMMS范式是解决这类介尺度问题的重要手段,实现虚拟过程工程(Virtual process engineering,简称VPE)是对这类介尺度问题进行模拟的工程应用目标。然而,EMMS范式的成功实施、VPE的最终实现离不开对多尺度模拟方法的使用,其中比较典型的有双流体模型(Two-fluid model,简称TFM)和离散颗粒法(Discrete particle method,简称DPM)。为TFM模拟和DPM模拟选用准确度较高的封闭模型,比如固相应力模型(仅应用于TFM模拟)和气固相间曳力封闭模型(同时应用于TFM模拟和DPM模拟),提高TFM模拟和DPM模拟的准确性,无论对辅助工业实践还是对探究气固两相流的流动规律,都有重要意义。本论文为提高模拟准确性,首先修改针对光滑颗粒的程序以使其可以模拟更为真实的粗糙颗粒气固两相流,然后使用这套程序在Geldart D颗粒浓相鼓泡床的背景下以尺度相对最小的DNS数据为参照标准,对尺度相对较大的DPM模拟、TFM模拟所使用的封闭模型,尤其是对会给模拟结果带来很大影响的气固相间曳力...

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?ＥＭＭＳ范式自上而下模式的实施方式｜７’２２１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ?ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＥＭＭＳ?ｐａｒａｄｉｇｍ１７?２２１??

?粗糙颗粒气固两相流多尺度模拟???此尽可能的优化计算机的运算性能，进而帮助探究与理解介尺度结构及机理［１４，２１］；??其实质是关联多尺度现象和稳定性条件、表征介尺度结构，并以此反映控制机制??间的竞争协调［２１］。ＥＭＭＳ范式采用自上而下（Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ?ｍｏｄｅ）的模式加....

图２．２时均固相体积分数的轴向分布（ａ）?２Ｕｎｉｆ工况和（ｂ）?３Ｕｍｆ工况的结果??ｕｒｅ２．Ａｘｉａｌｒｏｉｅｓ??

?０．２５?－?＼??￡?０．２０?－?￡〇．３?－??Ｉ：：??〇〇５?２ｌｌｍｆ?〇＇?３ｌｉｍｆ＾??０．００????１???１???１???１???＾￣?０．０????１?１?１???１???Ｋ?Ｊ?????－０．１?０．０?０．１?０．２?０．３?０．４?０．５?－０．....

图２．３床层膨胀髙度??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｉ?ｈｅ?ｅｘｐａｎｄｅｄ?ｂｅｄ?ｈｅｉｇｈｔ??

?第２章祖糙和光滑颗粒浓相鼓泡床的ＤＰＭ、ＴＦＭ模拟结果比较???工况下流场中部的固相体积分数，于是由于颗粒间摩擦接触和固相应力模型的失??真，２Ｕｍｆ工况下ＴＦＭ模拟所得流场中部固相体积分数偏离ＤＰＭ结果的程度超??过了?３Ｕｍｆ工况下ＴＦＭ模拟所得流场中部固相体积分数偏离ＤＰ....

图２．４全床压降的时均统计分析（ａ）?２Ｕｍｆ工况和（ｂ）?工况的结果??

模拟???模拟所得床层膨胀高度与光滑颗粒ＤＰＭ模拟所得结果的差别大于３Ｕｍｆ工况下??粗糙颗粒ＤＰＭ模拟所得床层膨胀高度与光滑颗粒ＤＰＭ模拟所得结果的差别；??（４）在２Ｕｍｆ工况下，粗糙颗粒的ＤＰＭ模拟和ＴＦＭ模拟所得床层膨胀高度分??别大于光滑颗粒的ＤＰＭ模拟和ＴＦＭ模拟所得....

本文编号：4036375