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题名液舱内气-液-固多相流晃荡运动数值模拟
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作者
卢莉莉
朱仁庆
方译彩
夏志平
窦朋
纪仁玮
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机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
中国石油管道局工程有限公司
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出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2024年第6期21-30,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52271318,50879030,52301321)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20230669)。
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文摘
应用多相流理论,建立了液舱内气-液-固多相流晃荡运动计算模型。其中气-液两相流体作为连续相,采用欧拉方法描述其运动,应用流体体积(VOF)法捕捉气-液交界面即自由液面运动;固体颗粒处理为离散相,由拉格朗日法描述其运动。应用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法,数值计算两相流体和固体颗粒的相互耦合运动。以气-水-冰颗粒多相流为例,借助STAR-CCM+软件平台,计算分析了舱内冰颗粒对液舱晃荡特性的影响。首先通过模拟经典案例单个球颗粒从空气落到水中的过程,验证了CFD-DEM方法的有效性。其次,对纯水液舱晃荡进行了数值模拟并与公开试验结果比较,验证了气-液两相流体晃荡数值方法可行性。然后通过对不同体积分数下气-水-冰颗粒多相流晃荡引起的舱壁压强及自由液面运动幅值的比较分析,研究了气-液-固多相流的晃荡特性。计算结果表明,随着冰颗粒体积分数的增加,液面波动幅值随之减小,说明浮动颗粒对液舱晃荡有明显的抑制作用。
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关键词
液舱晃荡
气-液-固多相流
VOF法
CFD-DEM耦合方法
数值模拟
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Keywords
liquid tank sloshing
gas-liquid-solid multiphase flow
VOF method
CFD-DEM coupled method
numerical simulation
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分类号
P751
[交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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