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《东南大学学报(自然科学版)》 2017年02期
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基于球元重建与大涡模拟耦合并行算法的数值模拟

郭飞宏  王泽宇  仲兆平  王肖祎  
【摘要】:为了更好地模拟柱形颗粒与石英砂的流动,利用球元重建方法对柱形颗粒进行球元重建.采用大涡模拟中的SGS(sub-grid scale)亚格子模型,对柱形颗粒造成的湍流进行解析.模拟中耦合并行算法,缩短了模型计算时间.基于上述方法,模拟了表观气速为1.5 m/s的柱形颗粒与石英砂的混合流动过程.通过流动瞬时图像和压力脉动分析表明,模拟结果与实验结果相似,表明耦合并行算法能较好地模拟流化床中柱形颗粒与石英砂的流动.当柱形颗粒尺寸较大时,加剧了湍流效应对混合流动的影响.模拟的z方向气体平均速度呈现中间高两边低的对称分布状态,这与床内的气泡和柱形颗粒分布有关,符合实际流化规律.
【作者单位】东南大学能源与环境学院;东南大学建筑设计院有限公司;
【关键词】柱形颗粒 石英砂 模拟 球元重建 大涡模拟 并行算法
【基金】:国家自然科学基金资助项目(U13161115,51276040) 东南大学优秀博士学位论文培育基金资助项目(YBJJ1644)
【分类号】:O357.5
【正文快照】:
传统的离散元和计算流体力学方法(DEM-CFD)只能对球形颗粒的流动进行模拟,然而在实际的硫化床气固反应过程中,有很多柱形颗粒[1-3].柱形颗粒形状改变了颗粒与湍流的相互作用,不同形状颗粒在流场中的碰撞和受力有显著的差异[4-5].在研究方法上,缺少对柱形颗粒系统的实验研究,针

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