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题名基于CFD-DEM的管道混凝土非稳态泵送特性研究
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作者
智晋宁
魏亚博
赵玲瑛
蒲德昌
杨书轩
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机构
太原科技大学机械工程学院
太原科技大学车辆与交通工程学院
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第11期2245-2254,共10页
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基金
山西省自然科学基金资助项目(202403021222209)。
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文摘
针对混凝土在泵送过程中受吸入气体的影响由定常流动转变为非稳态流动,严重影响了泵车臂架稳定性这一问题,对泵车管道内混凝土非稳态流动特性进行了研究。首先,根据C40混凝土的主要材料属性,建立了泵车管道内流体区域的几何模型,并对模型进行了网格划分;然后,建立了流体流动的数学模型,引入了气相和液相控制方程、固体颗粒运动方程和层流模型,设置了边界条件和介质属性,并基于计算流体动力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合算法进行了数值计算;最后,采用了实车实验,将数值模拟结果与实验结果进行了对比验证,并根据数值模拟比较了气体体积分数对直管和弯管中混凝土流动特性的影响。研究结果表明:进入气体体积分数越大,直管和弯管压力越小,直管激励力越小,弯管激励力不受影响;直管激励力波动在150 N以内,弯管激励力波动在100 N以内,当气体体积分数在30%左右时,臂架振动最小。该研究结果可为泵车混凝土非稳态泵送提供理论参考。
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关键词
混凝土泵送
多相流
气体体积分数
管道压力
管壁激励力
数值模拟
计算流体动力学与离散单元法
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Keywords
concrete pumping
multiphase flow
gas volume fraction
pipe pressure
pipe wall excitation force
numerical simulation
computational fluid dynamics and the discrete element method(CFD-DEM)
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分类号
TH38
[机械工程—机械制造及自动化]
TU528.53
[建筑科学—建筑技术科学]
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