復雜兩相流動中顆粒碰撞的DEM-LESSNS耦合模擬研究的開題報告

復雜兩相流動中顆粒碰撞的DEM-LESSNS耦合模擬研究的開題報告一、選題背景與意義：顆粒二相流動在工業(yè)和日常生活中廣泛應用，如粉體輸送、固體顆粒分散、制藥、煤氣化、氣體凈化等。其中顆粒之間的碰撞是影響顆粒行為的重要因素，它與流場、顆粒形狀、密度等因素有關。因此，對于顆粒之間碰撞特性的研究具有重要的理論和應用價值。目前，計算顆粒之間碰撞特性的方法多種多樣，其中最受歡迎的是利用離散元法（DEM）和計算流體力學（CFD）兩個數(shù)值模擬方法相互耦合。然而，傳統(tǒng)的DEM-CFD耦合模型的計算量較大，難以應用于實際工程應用中。因此，提出一種新的DEM-LESSNS（Lagrangian-Euleriancoupledsimulationofnon-stickyparticlesuspension）耦合模型，以降低計算成本和提高計算效率，使其更適合于實際應用中。二、研究內容：本研究將開發(fā)一種新型的DEM-LESSNS耦合模型，同時在兩相流動中考慮顆粒之間的碰撞特性。具體研究內容包括：1.利用DEM方法模擬顆粒之間的碰撞特性，并得到顆粒的運動速度和方向。2.以FLUENT程序為基礎，將顆粒的運動軌跡嵌入到流場中，建立起DEM-LESSNS耦合模型。3.通過耦合計算，得到顆粒在兩相流動中的運動軌跡和影響顆粒運動的各種因素，包括流場、顆粒形狀、密度等。4.對計算結果進行分析，驗證新模型的準確性和有效性，并探究顆粒碰撞特性的影響因素。三、研究方法：本研究所采用的主要方法為離散元法和計算流體力學方法的耦合。1.DEM方法用于計算顆粒之間的碰撞特性、顆粒的運動速度和方向等。2.CFD方法用于計算流場，確定顆粒在流場中的運動方向和受流場力的影響。3.建立新的DEM-LESSNS耦合模型，并通過模擬顆粒在不同條件下的運動軌跡，研究顆粒之間碰撞特性的影響因素。四、預期成果：通過研究和開發(fā)新的DEM-LESSNS耦合模型，本研究旨在探索顆粒之間碰撞特性的影響因素，進而提高顆粒二相流動的理論認識和實際應用價值。預期研究成果包括：1.建立起新的DEM-LESSNS耦合模型，在計算顆粒二相流動中的碰撞特性上具有更高的計算效率。2.分析顆粒之間碰撞特性的影響因素，推導出顆粒碰撞的物理規(guī)律，并提出相關的性質指標。3.通過分析計算結果，得出對顆粒二相流動的改進建議，并為實際應用提供參考。五、研究步驟和時間安排：1.文獻調研和信息收集（2個月）。2.建立新的DEM-LESSNS耦合模型并進行模擬計算（10個月）。3.對計算結果進行分析和驗證（4個月）。4.撰寫論文并進行答辯（2個月）。六、存在的問題及解決方法：1.耦合計算中的計算量較大，可能會影響計算結果的準確性和有效性。解決方法：合理選擇計算資源和算法，優(yōu)化計算過程，提高計算效率。2.模型的參數(shù)選擇和精度問題。解決方法：根據(jù)相關文獻和實驗結果確定合理的參數(shù)取值，并通過計算驗證模型的準確性和精度。七、參考文獻：[1]ZengYB,YuAB.LagrangianandEuleriancoupledsimulationsofgas-solidsystems:Areviewofrecentdevelopmentandapplications[J].PowderTechnology,2017,310:1-22.[2]張世炬,程紅.多相流顆粒壓縮本構關系及其在DEM中的應用[J].農(nóng)機化研究,2017,39(12):162-165.[3]馬虎,王艷輝,劉桂華,等.DEM-CFD耦合方法在顆粒流動中的應用研究進展[J].現(xiàn)代物流與信息科學,2020,