收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

欧拉气相—欧拉固相—拉格朗日离散颗粒模型的流化床数值模拟

张清红  
【摘要】:在流化床的数值模拟中,欧拉-欧拉方法和欧拉-拉格朗日方法是两种最常用的方法。欧拉-欧拉方法中固相守恒方程使用颗粒动理学理论进行封闭,其中固相压力、粘度等参数的确定都依赖于弹性恢复系数,该参数的选取对于描述颗粒碰撞间动量传递和耗散至关重要。在欧拉-拉格朗日方法中,通过颗粒间碰撞作用实现相间动量的传递,忽略了气固两相湍动能传递对离散颗粒运动的影响。因此发展一种合理的描述颗粒碰撞和气固两相湍动能传递的两相流模型对于准确描述颗粒碰撞作用和气固相间作用具有重要意义。基于此,本文考虑弹性恢复系数对固相碰撞过程的影响和气固相间湍动能传递对离散颗粒运动的影响,构建了一种欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合的两相流计算模型。离散颗粒运动遵循牛顿定律,追踪颗粒轨迹,可以得到颗粒尺度的全部信息。由颗粒碰撞的相对速度得到网格内平均弹性恢复系数,并将其引入到颗粒动理学中固相本构关系式的构建。用于预测欧拉固相的输运系数和碰撞能量耗散,进而完善了颗粒动理学中输运系数和固相本构关系式。欧拉气相和欧拉固相均作为连续介质存在,通过k-ε湍流模型考虑了气固相间湍动能传递,将欧拉气相和欧拉固相的气固两相湍动能传递与离散颗粒动力学耦合,构建离散颗粒运动计算模型,修正了欧拉气相和离散颗粒的相间能量传递。应用欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合模型对鼓泡床内的气固两相流动行为进行数值模拟。将计算结果与双流体模型和离散元模型的结果进行比较发现,欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合模型预测得到的空隙率分布更接近实验值。进一步分析鼓泡床内弹性恢复系数分布,结果表明,弹性恢复系数与床内气固流动状态有关,在床层内呈现非均匀分布。通过对系统中欧拉固相和离散颗粒的流动分析发现,欧拉固相的速度与拉格朗日离散颗粒的速度一致。数值模拟表明,改进后的耦合模型可以很好的再现颗粒在床中心上升,靠近壁面位置下降,在床内形成的内循环现象。对喷动床内气固两相流动特性进行数值模拟,分析了喷动床内喷射区和环隙区的气固两相运动状态。模拟得到的欧拉固相和拉格朗日离散颗粒速度分布均与实验相吻合。分析了颗粒温度与颗粒浓度之间的关系。由颗粒的位置得到颗粒的扩散系数分布,结果表明,颗粒在轴向方向上的扩散最为明显。通过能量分析得到能量耗散随时间的变化规律,结果表明:颗粒之间以及颗粒和壁面之间的冲击能量耗散最大。在喷动床颗粒碰撞过程的能量耗散中,冲击能量耗散占据了主导地位。基于欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合模型模拟研究了内循环流化床内气固两相的流动特性。对欧拉气相的速度以及欧拉固相、拉格朗日离散颗粒的速度和浓度进行统计发现,网格内欧拉固相浓度和速度变化均与拉格朗日离散颗粒吻合。模型预测出的欧拉固相的固体循环质量流量与内循环流化床中拉格朗日离散颗粒一致,而使用双流体模型和离散元模型计算的固体循环流量差异明显。模拟获得了内循环流化床内弹性恢复系数的变化。总的来说,在低速室内的弹性恢复系数大于高速室内的值。进一步研究发现,弹性恢复系数不仅和碰撞速度有关,还与颗粒浓度有关。随着颗粒浓度和拉格朗日离散颗粒的碰撞速度的增加,弹性恢复系数减小。表明本文构建的耦合模型可以再现床内弹性恢复系数的变化过程,实现对碰撞过程的修正。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 陈艳征,周勇敏,张少明;三维圆柱喷动床离散颗粒法模拟[J];煤气与热力;2004年03期
2 吴春亮;詹杰民;;气固流化床内鼓泡行为的离散颗粒数值模拟[J];过程工程学报;2007年03期
3 李婉宜;曾攀;雷丽萍;林大超;;离散颗粒流动堆积行为离散元模拟及实验研究[J];力学与实践;2012年01期
4 蔡桂英,袁竹林;用离散颗粒数值模拟对陶瓷过滤器过滤特性的研究[J];中国电机工程学报;2003年12期
5 孙其诚,王光谦;模拟风沙运动的离散颗粒动力学模型[J];泥沙研究;2001年04期
6 张博;王利民;王小伟;张现仁;葛蔚;李静海;;基于格子玻尔兹曼方法的单孔射流鼓泡床的离散颗粒模拟[J];科学通报;2013年02期
7 YoshitsuguMuguruma;带挡板的转筒混料器的离散颗粒模拟[J];粉体技术;1998年02期
8 蒋红英,鲁进步,惠富春,刘源;离散颗粒集合中的应力分布[J];兰州理工大学学报;2004年06期
9 周浩生,陆继东,钱诗智;宽筛分流化床气固两相流动结构离散颗粒模型[J];燃烧科学与技术;1999年03期
10 卜昌盛;陈晓平;刘道银;段钰锋;;基于颗粒尺度的离散颗粒传热模型[J];化工学报;2012年03期
11 楚锡华;李锡夔;;离散颗粒多尺度分级模型与破碎模拟[J];大连理工大学学报;2006年03期
12 金炜枫;张力友;陈小亮;程泽海;;双向激振液化的离散颗粒-流体耦合模拟方法[J];浙江大学学报(工学版);2016年11期
13 赵云华;何玉荣;陆慧林;叶校圳;鹿高明;;提升管内气固两相双组分颗粒流动的离散颗粒硬球模型的模拟[J];化工学报;2007年03期
14 张净玉;常海萍;么东升;王慧元;;基于Mie理论分析离散颗粒包裹尾喷流红外消光特性[J];红外技术;2007年11期
15 蔡桂英,袁竹林;用离散颗粒数值模拟对陶瓷过滤器滤饼结构的研究[J];能源研究与利用;2001年06期
16 张雄,陆明万,王建军;任意拉格朗日-欧拉描述法研究进展[J];计算力学学报;1997年01期
17 张静;;欧拉“闺蜜局”中局[J];汽车观察;2021年09期
18 申江红;高丽;张明丽;;一个包含完全数的非线性欧拉函数方程的解[J];延安大学学报(自然科学版);2019年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 夏建新;毛旭锋;任华堂;;离散颗粒流应力关系实验研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 刘军;冯其京;张树道;付峥;;一种可将拉格朗日计算域映射到欧拉网格的CEL方法研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
3 苏军伟;顾兆林;张云伟;;气溶胶扩散过程的欧拉-拉格朗日-群体平衡模型描述[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
4 何长江;;武器物理欧拉数值方法应用研究[A];中国工程物理研究院科技年报(2010年版)[C];2011年
5 张惠敏;杨勋年;;欧拉螺线的B样条逼近和数据拟合[A];第六届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2013年
6 李征;姚雯;冯其京;;三维整体求解弹塑性流体欧拉程序研究[A];第七届全国青年计算物理学术会议论文集[C];2013年
7 廖康平;段文洋;马庆位;;欧拉-拉格朗日耦合方法及其在船舶与海洋工程流固耦合问题中的应用[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(下)[C];2018年
8 冯其京;王言金;刘军;郝鹏程;;强冲击条件下材料断裂破碎问题的欧拉数值模拟[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
9 刘志跃;;欧拉型差分格式计算固态炸药冲击起爆过程[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
10 黄亮;张恒磊;;欧拉齐次方程反演的改进算法[A];2017中国地球科学联合学术年会论文集(四十二)——专题81:应用地球物理学前沿、专题82:工程结构性态化设计与地震韧性、专题83:地球重力场及其地学应用[C];2017年
11 李征;廖振民;何长江;冯其京;梁仙红;;三维多介质弹塑性流体力学欧拉程序MPI动态并行研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
12 冯耀祺;王贤明;;欧拉伯努利梁的匹配边界条件[A];中国力学大会论文集(CCTAM 2019)[C];2019年
13 马天宝;郝莉;宁建国;;侵彻问题的欧拉数值方法[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
14 李自炎;傅景礼;;含有非局域实时动能的非保守系统的欧拉——拉格朗日方程[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
15 王丽丽;;二维欧拉多介质流体力学数值模拟-TVD+VOF方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
16 孙江龙;杨文玉;杨侠;;拉格朗日、欧拉和任意拉格朗日-欧拉描述的有限元分析[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
17 王彩莲;郎侠;;欧拉型藏羊消化器官生长发育的研究[A];中国畜牧兽医学会养羊学分会2014年全国养羊生产与学术研讨会议论文集[C];2014年
18 王言金;;基于动网格多介质流场的欧拉数值方法研究[A];第七届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2012年
19 郎侠;;欧拉型藏羊群体遗传结构的微卫星DNA多态性分析[A];中国畜牧兽医学会养羊学分会全国养羊生产与学术研讨会议论文集[C];2010年
20 王晓敏;樊秀艳;;数学创造性思维与变分法算法的起源探讨[A];第十届中国不确定系统年会、第十四届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张清红;欧拉气相—欧拉固相—拉格朗日离散颗粒模型的流化床数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2020年
2 楚锡华;颗粒材料的离散颗粒模型与离散—连续耦合模型及数值方法[D];大连理工大学;2006年
3 龚明亮;混合指数和及欧拉函数值的和[D];南京师范大学;2017年
4 范美宁;欧拉反褶积方法的研究及应用[D];吉林大学;2006年
5 刘其鹏;基于平均场理论的颗粒材料离散颗粒集合-Cosserat连续体模型多尺度模拟[D];大连理工大学;2010年
6 贾小勇;19世纪以前的变分法[D];西北大学;2008年
7 张净玉;球形离散颗粒抑制热喷流红外辐射规律研究[D];南京航空航天大学;2007年
8 安明强;图中2-因子、超欧拉性及拓扑指标等问题的研究[D];北京理工大学;2014年
9 吴秀;基于欧拉视角的视频放大方法研究[D];合肥工业大学;2019年
10 谢琳;近床面泥沙水流作用力及其在离散颗粒模型中的应用[D];天津大学;2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前19条
1 王慧元;基于射线踪迹法的含离散颗粒热喷流辐射数值计算方法研究[D];南京航空航天大学;2007年
2 李卉荟;飞行状态下含离散颗粒热喷流的红外特征研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 潘金栋;离散颗粒的红外辐射特性与光学常数研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 王京;离散颗粒对热喷流红外辐射特征影响规律研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 邵渝琪;受扰欧拉—拉格朗日系统切换跟踪控制[D];烟台大学;2020年
6 胡孟君;广义欧拉函数(?)_e(n)的奇数值[D];浙江大学;2010年
7 邓桂林;广义欧拉函数的两个相关方程的可解性[D];四川师范大学;2020年
8 李俊艳;具有严重不确定性的欧拉-拉格朗日系统跟踪控制[D];烟台大学;2020年
9 韩富跃;基于欧拉影像放大算法的驾驶疲劳检测研究[D];长安大学;2015年
10 张庆浩;欧拉汽车经销商销售培训体系优化研究[D];河北大学;2021年
11 王光鑫;欧拉关于球面到平面投影的一般研究[D];西北大学;2017年
12 朱真;欧拉影像放大算法在桥梁风致振动的研究及应用[D];长安大学;2015年
13 Muhammad Zubair Mirza(祖贝尔);倾斜荷载作用下板锚在砂土中的抗拔行为研究[D];天津大学;2020年
14 贾朔;磁异常欧拉反褶积方法的改进及在福建永定大排矿区的应用[D];中国地质大学(北京);2017年
15 闫梦圆;基于欧拉弹性极小化的MR重建和软组织形变仿真的研究[D];天津大学;2020年
16 周文月;重力及梯度数据联合欧拉反褶积方法研究[D];吉林大学;2016年
17 张惠敏;欧拉螺线的B样条逼近与数据拟合[D];浙江大学;2012年
18 丁洲祥;欧拉描述的大变形固结理论及其有限元法[D];长安大学;2002年
19 董浩卿;圈和欧拉子图的存在性[D];华东师范大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 陈茂利;从“产品思维”向“用户思维”转变[N];中国经营报;2020年
2 本报记者 黄鑫;欧拉未来会怎样[N];经济日报;2021年
3 本报记者 达涌 实习生 苏影;从“独”到“众”,欧拉的捐赠其实是一盘大棋[N];人民邮电;2021年
4 记者 陈姝;欧拉升级与鸿蒙生态互通[N];深圳商报;2021年
5 本报记者 王波;大师中的大师[N];中国青年报;2009年
6 本报记者 刘旭颖;中欧拉近彼此距离[N];新农村商报;2018年
7 记者 肖逸思;换“公主芯”,欧拉汽车涉嫌消费欺诈[N];国际金融报;2021年
8 本报记者 张凌霄;玩转年轻化 长城欧拉成最具“喜气”展台[N];汽车商报;2020年
9 本报记者 陈茂利;欧拉品牌营销总经理余飞:我们想变成一个偏年轻化的公众潮牌[N];中国经营报;2021年
10 记者 陈姝;“鸿蒙”之后 再捐“欧拉”[N];深圳商报;2021年
11 本报记者 朱世耘;2022款欧拉黑猫小野猫上市[N];国际商报;2021年
12 本报记者 李响;从好猫的供不应求来看,欧拉是否有资格“称王”新势力?[N];汽车商报;2020年
13 本报记者 刘岸泽;欧拉好猫诠释“复古未来主义”[N];新能源汽车报;2021年
14 ;长城欧拉全新网红复古车命名公布[N];新能源汽车报;2021年
15 本报记者 张日;欧拉经贸合作难在哪儿[N];国际商报;2015年
16 本报记者 矫月 见习记者 张晓玉;欧拉为八核芯片变四核道歉 消费者会买账吗?[N];证券日报;2021年
17 ;揭开“萨瓦迪卡”背后的“三体”时代——欧拉好猫泰国上市热销之后[N];第一财经日报;2021年
18 本报记者 李佳师 张一迪;华为欧拉要突破什么?[N];中国电子报;2021年
19 本报记者 龚宸芫;“搞定”女人,谁能有欧拉在行?[N];汽车商报;2021年
20 本报记者 龚宸芫;首次以独立身份参展,欧拉展台带来哪些亮点?[N];汽车商报;2021年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978