郑鹏飞
,
吕友军
工程热物理学报
超临界水流化床是一种新型的高效生物质气化反应器,其两相流动特性与传统气固流化床有很大差异.本文采用离散颗粒模型(DEM)和欧拉模型耦合的方法,对超临界水流化床和传统气固流化床的两相流动特性进行了对比分析研究.研究结果表明:当表观流速略大于最小流化速度时,传统气固流化床即进入鼓泡流化状态,而超临界水流化床中表观流速大于最小流化速度后床层先均匀膨胀,然后才达到鼓泡流化状态;超临界水流化床的床层压降波动小于传统气固流化床;相同流化数(u/umf)条件下,超临界水流化床具有更高的床层膨胀高度;鼓泡流化状态下,气泡直径随床层高度的上升而增大;相同流化数条件下超临界水流化床的气泡当量直径小于传统气固流化床.
关键词:
DEM
,
超临界水
,
流化床
张科
,
罗坤
,
樊建人
工程热物理学报
分别运用双流体模型（TFM）及离散元模型（DEM）的软球模型，模拟了二维及三维实验尺度的均匀入口鼓泡流化床内的气固两相流动特性，其中TFM模型结合了气相κ-ε湍流模型，而DEM模型则结合气相κ-ε湍流模型或Smagorinsky亚网格涡黏模型（SGS）。通过对比本文模拟结果与他人实验及计算结果发现，TFM与DEM软球模型都能模拟出鼓泡流化床的特征流态，但DEM软球模型优于TFM模型，且采用不同湍流模型对计算结果影响不大，三维的模拟结果比二维的模拟结果更接近实验数据。
关键词:
离散单元模型
,
软球模型
,
双流体模型
,
鼓泡床
,
大涡模拟
任冰
,
钟文琪
,
金保昇
,
袁竹林
,
陆勇
工程热物理学报
开展了柱锥形气固流动特性的CFD—DEM耦合三维数值模拟研究。气相场采用基于欧拉坐标体系的k—E双方程湍流模型，固相场采用基于拉格朗日坐标体系的DEM直接数值模拟方法，跟踪离散颗粒场的每一个颗粒，考虑颗粒与颗粒（壁面）之间的碰撞力、曳力、重力、Magnus升力、Saffman升力。颗粒之间的碰撞采用Hertz．Mindlin无滑移模型计算。模拟对象为柱锥形喷动床，其直径为0．152m，喷口直径为0．019m，模拟颗粒数22万，探讨了喷动床中射流随时间的发展，不同气速下床内气固流动结构，以及颗粒速度与颗粒浓度的分布，并与实验数据进行了对比。
关键词:
直接数值模拟
,
气固两相流动
,
喷动床
,
颗粒碰撞
房明明
,
罗坤
,
杨世亮
,
张科
,
樊建人
工程热物理学报
鼓泡流态化一直是稠密气固多相流研究领域中的热点,本文用计算流体力学-离散单元方法(CFD-DEM)对典型鼓泡流态化过程进行模拟并针对影响计算结果的重要参数进行敏感性分析,旨在验证程序的可靠性、精确度,并进一步分析模型参数对结果的影响.模拟结果真实还原了鼓泡流态化的流动情形,发现颗粒参数如杨氏模量对结果的影响较小,而静摩擦系数对结果影响较大,颗粒碰撞切向阻尼可以忽略.模拟边界条件对结果的影响主要体现在边壁附近,对中心区域统计量变化影响很小.此外,还发现不同网格尺度对模拟结果有明显影响.
关键词:
计算流体力学
,
离散单元方法
,
鼓泡流态化
,
参数敏感性分析
任冰
,
钟文琪
,
金保昇
,
邵应娟
,
袁竹林
工程热物理学报
采用离散元气固耦合模拟方法(CFD-DEM),对三维柱锥形喷动床中双组分异径颗粒的混合过程进行了模拟研究.对不同粒径比的双组分颗粒混合物在达到稳定混合后的流动结构进行了分析.采用Lacey混合指数来衡量总体颗粒混合的均匀程度,探讨了粒径比和喷动气速对颗粒浓度分布和床内混合质量的影响.结果表明,粒径比对流动结果的影响主要体现在喷泉区,粒径比的增加显著增加了喷泉的高度和宽度.床内混合质量随粒径比的降低和喷动气速的升高而增加,颗粒浓度沿轴向和径向的分布呈现明显的不均匀性.当双组分异径颗粒混合物达到稳定混合后,单位质量下粒径较小的颗粒所受曳力略高于粒径较大的颗粒.
关键词:
直接数值模拟
,
气固两相流动
,
喷动床
,
颗粒混合
邹霞
,
李国荣
,
谭援强
,
姜胜强
,
郑嘹赢
,
曾江涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01071
采用离散元法动态模拟了功能陶瓷材料的压制过程, 分别分析了重力与微重力情况下, 成型后素坯的颗粒分布、应力以及孔隙率等情况. 结果显示: 在重力情况下, 不同粒径的颗粒分布不均匀, 小粒径颗粒很大一部分集中在上冲附近, 而微重力情况下, 颗粒不均匀性明显减小; 与此同时, 与微重力情况相比, 重力情况下坯体的应力分布梯度较大, 靠近上冲模及下冲模处应力比中间部位应力大, 而孔隙率分布梯度也较大.
关键词:
离散元法
,
functional ceramics
,
gradient
,
particles distribution
刘强
,
卢子兴
,
杨振宇
,
胡子君
,
李俊宁
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.01.005
基于氧化硅气凝胶粉体材料内部的微结构特征,建立了能反映其特征结构的多尺度力学模型,利用分子动力学方法模拟了氧化硅气凝胶的纳米多孔结构和拉伸性能,进一步利用离散元方法模拟了粉体材料的模压成形和多轴压缩应力-应变曲线.分子动力学模拟表明,气凝胶密度越低,其分形维数越小.此外,离散元模拟表明,氧化硅气凝胶粉体材料的弹性模量比对应的氧化硅气凝胶弹性模量低,压缩强度比对应气凝胶的拉伸强度高;随着围压的增加,氧化硅气凝胶粉体材料的压缩强度增加.
关键词:
氧化硅气凝胶
,
粉体材料
,
多尺度
,
分子动力学
,
离散元
宁晓斌
,
孙新明
,
佘翊妮
,
姬建刚
,
刘洋
有色金属工程
doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2016.04.016
为了研究具有自主知识产权的大型立式螺旋搅拌磨机结构强度与动力匹配,在立式螺旋搅拌磨机试验台进行了试验研究,建立立式搅拌试验磨机的离散元(DEM)-计算流体动力学(CFD)多学科耦合模型,进行搅拌器动态分析,搅拌器阻力矩仿真与试验吻合,搅拌磨DEM-CFD多学科耦合建模及仿真方法,对搅拌磨动力学分析是有效的.为评价320 t立式螺旋搅拌磨机的结构强度与动力性能,建立了320 t级立式螺旋搅拌磨机离散元模型和有限元模型,分析了搅拌器启动和运行的阻力矩,分析了启动速度和钢球尺寸对搅拌器阻力矩的影响,可为搅拌磨动力匹配提供设计依据,分析了搅拌器启动与运行过程中的结构强度,结果表明搅拌器结构强度可靠,现场测试结果验证了数值模拟结果.
关键词:
搅拌磨
,
搅拌器
,
离散元
,
阻力矩
,
强度
