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基于视觉原理和流体力学法的全息光镊三维光阱刚度测量
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作者 何威 李静 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期138-143,共6页
为了检测全息光镊的捕获能力,将基于视觉原理的光学测量系统用于全息光镊三维光阱刚度的测量.光学系统采用对称分布的双光源照射样品池,形成两个像点,通过跟踪像点位移获取被全息光镊捕获微球的三维位移信息.结合流体力学法测出本光学... 为了检测全息光镊的捕获能力,将基于视觉原理的光学测量系统用于全息光镊三维光阱刚度的测量.光学系统采用对称分布的双光源照射样品池,形成两个像点,通过跟踪像点位移获取被全息光镊捕获微球的三维位移信息.结合流体力学法测出本光学系统中单、双光阱的三维光阱刚度.实验结果表明:单光阱中,沿X、Y水平方向光阱刚度相差不大,而轴向光阱刚度落在水平方向的1/3~1/4范围;双光阱中,离光轴(即衍射中心)近的光阱其三维刚度要比距离光轴稍远的光阱要大,说明越靠近衍射中心,光的衍射效率越高,产生的光阱捕获能力也越强. 展开更多
关键词 全息光镊 视觉原理 三维光阱刚度 流体力学法 图像处理
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基于计算流体力学-离散单元法的U形管冲蚀磨损数值模拟研究
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作者 梁景银 许磊 +1 位作者 陈文飞 包士毅 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第5期545-554,共10页
采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准... 采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准确性。结果表明,U形弯头的冲蚀磨损位置主要有3处;磨损率随粒径的增大呈现整体减小的趋势;U形管拱背磨损率随气速的增加而增大,且前2处磨损率峰值位置随气速的增加向入口方向偏移;长椭球对U形管造成的磨损最严重,扁椭球次之,球形最轻;粗粒化CFD-DEM能够基本准确预测U形管冲蚀磨损,且显著降低计算时间。 展开更多
关键词 气固两相流 计算流体力学-离散单元(CFD-DEM) U形管 冲蚀磨损 颗粒形状 粗粒化模型
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基于非解析计算流体力学和离散单元法的大颗粒在流场中的高效率运动模拟 被引量:9
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作者 熊书春 臧孟炎 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第15期6140-6146,共7页
为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法。使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗... 为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法。使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗粒黏结而成,基于非解析CFD-DEM方法计算流体对每个小球颗粒的作用力,将所有小球颗粒运动参数的平均值用于描述整个黏结颗粒的运动状态。通过黏性流体中球形大颗粒的沉降运动模拟,比较仿真结果与相关实验数据,结果表明:该方法不仅能准确模拟球形大颗粒的沉降运动,而且与浸没边界法相比计算效率更高。与传统的解析CFD-DEM方法相比,此方法还可以方便且准确地模拟三维情况下非球形大颗粒在流场中的运动。 展开更多
关键词 计算流体力学和离散单元 大颗粒沉降 黏结颗粒模型 非球形颗粒
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基于计算流体力学与离散单元法并行计算的煤层气井大粒径岩屑运动规律初探 被引量:12
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作者 邵兵 闫怡飞 +1 位作者 毕朝峰 闫相祯 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第15期42-47,共6页
在计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合并行计算的基础上,对大粒径、非球体岩屑在煤层气井"扩径"井段的沉积及运移规律进行了数值模拟。利用FLUENT建立了井眼交汇处"扩径"井段计算模型。利用DEM软件建立大粒径... 在计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合并行计算的基础上,对大粒径、非球体岩屑在煤层气井"扩径"井段的沉积及运移规律进行了数值模拟。利用FLUENT建立了井眼交汇处"扩径"井段计算模型。利用DEM软件建立大粒径岩屑颗粒的离散元模型。借助集群并行计算优势,首先通过与实验数据的对比证实该CFD-DEM耦合模型的计算精确性、可用性;随后,基于钻井现场岩屑颗粒的采样及对其粒径、形状统计,将岩屑颗粒简化为片状进行计算。对不同粒径岩屑在"扩径"井段的运移及沉积过程进行了模拟再现,量化了粒径对岩屑在该区域的运移能力的影响。研究发现,在通过"扩径"区域时绝大部分的岩屑颗粒将沉积,体现了"扩径"段对大颗粒岩屑的"收纳"作用;岩屑粒径对运移能力有关键影响,粒径岩屑的增加造成其运移能力的指数形式衰减;而钻井液排量的增加对提升携岩能力效果不够明显。分析结果对地下钻井工程具有实际参考意义。 展开更多
关键词 计算流体力学与离散单元(CFD-DEM) 煤层气井 大颗粒岩屑 岩屑运移 并行计算
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基于DEM-MFBD-CFD方法的冰雪飞溅击打应答器力学研究
5
作者 迟义浩 肖宏 +2 位作者 郄录朝 张智海 路锟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期290-297,共8页
严寒地区冰雪飞溅问题对高速铁路运营安全性有直接影响,现场调研发现多处冰块脱落击打应答器的现象,而国内外对此研究尚未见文献报道。采用基于离散元-多柔性体动力学-计算流体力学(discrete element method-multi flexible body dynami... 严寒地区冰雪飞溅问题对高速铁路运营安全性有直接影响,现场调研发现多处冰块脱落击打应答器的现象,而国内外对此研究尚未见文献报道。采用基于离散元-多柔性体动力学-计算流体力学(discrete element method-multi flexible body dynamics-computational fluid dynamics, DEM-MFBD-CFD)耦合分析法,建立车厢底板结冰脱落击打应答器模型,并借助风洞和现场试验结果,验证了模型的可靠性;基于建立的分析模型研究不同列车速度、风压变化、冰块质量等因素对应答器击打的受力影响。结果表明:应答器受到的最大应力随列车运行速度呈现幂函数增长关系,当行车速度增大到350 km/h时,最大应力达15.591 MPa,约为150 km/h时的3.5倍;且随冰块质量增加应答器最大应力呈现先迅速增加后缓慢增长趋势;当横风风速为5~20 m/s作用时,应答器表面所受到的最大应力相差不大,表明横风对冰雪击打应答器作用可忽略不计;为减小冰雪飞溅击打应答器危害,可采取除融雪手段、列车降速等措施。 展开更多
关键词 冰雪飞溅 离散单元 离散元-多柔性体动力学-计算流体力学(DEM-MFBD-CFD)耦合分析 应答器 力学响应
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基于CFD-DEM的双流体喷嘴颗粒物去除特性及效率优化研究 被引量:3
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作者 陈波 许尽欢 +4 位作者 李艳英 卢英杰 钟义龙 张哲源 李研彪 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第8期895-904,共10页
雾化除尘技术是有效防治大气灾害的重要手段,对于城市、矿山等场所的降尘具有重要意义。双流体雾化喷嘴基于其良好的雾化表现,成为雾化除尘领域的热门研究对象。雾化后雾滴与烟尘颗粒的粘附与沉降过程是双流体喷嘴颗粒物去除的重要步骤... 雾化除尘技术是有效防治大气灾害的重要手段,对于城市、矿山等场所的降尘具有重要意义。双流体雾化喷嘴基于其良好的雾化表现,成为雾化除尘领域的热门研究对象。雾化后雾滴与烟尘颗粒的粘附与沉降过程是双流体喷嘴颗粒物去除的重要步骤。因此,揭示雾滴与烟尘颗粒的粘附与沉降特性对于提升双流体喷嘴颗粒物去除效率具有重要意义,需进一步深入研究。本文基于计算流体力学与离散单元耦合法(CFD-DEM),通过3D设计软件和离散元仿真软件ANSYS、EDEM对双流体喷嘴进行耦合数值模拟仿真,研究颗粒之间的相撞粘附与沉降,得到了不同气液压力比、不同雾滴粒径下雾滴颗粒的速度分布规律,并利用正交数值模拟方法对双流体雾化喷嘴颗粒物去除效率进行研究,得到了各运行参数对颗粒物去除效率的影响规律。结果表明,随着气液压力比的增大,雾滴颗粒最大速度呈增大趋势;雾滴颗粒粒径越小,雾滴颗粒最大速度越大,且加速至最大速度的时间越短;通过极差分析可知,运行参数中对颗粒物去除效率影响因素从大到小依次是雾滴粒径B、气液压力比A、烟尘颗粒粒径D、烟尘颗粒速度C,其最优水平组合为A_(3)B_(1)C_(3)D_(1)。该研究可为双流体雾化喷嘴的颗粒物去除特性研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 雾化除尘 流体喷嘴 去除特性 计算流体力学与离散单元耦合(CFDDEM) 耦合仿真
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四种光阱刚度测量法的实验研究与比较 被引量:9
7
作者 龚錾 陈洪涛 +2 位作者 李银妹 楼立人 邱俊 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期601-607,共7页
通过对光阱刚度的测量原理、方法及其特点进行分析,对多种光镊刚度标定方法进行了比较,分析了不同方法的精度和适用范围,总结了各种方法的优缺点.其中,流体力学法简单易行,但是误差较大;外加周期驱动力法精度较高,不需要测量绝对位移,... 通过对光阱刚度的测量原理、方法及其特点进行分析,对多种光镊刚度标定方法进行了比较,分析了不同方法的精度和适用范围,总结了各种方法的优缺点.其中,流体力学法简单易行,但是误差较大;外加周期驱动力法精度较高,不需要测量绝对位移,但是适用的微粒的直径范围有限;热运动分析法所需要的参数少,但是受到系统噪声影响较大;功率谱方法精度较高,且不需要测量出绝对位移,但是测量结果受到系统噪声影响较大. 展开更多
关键词 光阱刚度 流体力学法 热运动分析 功率谱 外加周期驱动力
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不同数值模拟方法预测消声器传递损失的比较研究 被引量:4
8
作者 张昊 郭立新 范威 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第9期100-103,共4页
分别采用三维有限元法(Finite element method,FEM)和三维时域计算流体力学法(Computational fluid dynamics,CFD)对消声器的传递损失进行预测,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比,然后从计算结果的准确性,计算耗时和易用性三个方... 分别采用三维有限元法(Finite element method,FEM)和三维时域计算流体力学法(Computational fluid dynamics,CFD)对消声器的传递损失进行预测,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比,然后从计算结果的准确性,计算耗时和易用性三个方面对这两种数值方法进行比较研究。研究结果表明:无论消声器内是否存在气体流动,两种方法都能够对消声器的传递损失进行合理预测。相比之下,时域CFD法能够获得更加准确的计算结果,但计算时间消耗较长;有限元法计算时间消耗较短,但应用起来较为复杂。 展开更多
关键词 消声器 传递损失 气流 三维有限元 三维时域计算流体力学法
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环形助推式节能附体水动力性能分析
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作者 李冬琴 黄堂苡 +1 位作者 张化英 吴炳良 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期17-25,共9页
为提升螺旋桨的水动力性能,探讨了一种新的附体形式,即环形助推式附体,旨在降低传统螺旋桨附体可能引起的不利影响,如叶片尖端的涡流、增加的压力脉冲等,同时保持节能装置的积极增益。首先,针对选定的螺旋桨和节能附体建立几何模型;然后... 为提升螺旋桨的水动力性能,探讨了一种新的附体形式,即环形助推式附体,旨在降低传统螺旋桨附体可能引起的不利影响,如叶片尖端的涡流、增加的压力脉冲等,同时保持节能装置的积极增益。首先,针对选定的螺旋桨和节能附体建立几何模型;然后,基于计算流体力学数值方法对螺旋桨和环形助推式附体组合系统进行敞水性能数值模拟;最后,对比分析了组合推进系统与常规螺旋桨的节能效果。结果表明:新型附体能够使桨盘面后原本扩散的尾流呈现收缩的趋势,尾流场分布更为均匀;叶表面低压区面积减少而高压区增加,叶梢低压区域面积缩小,这有助于减少空化现象的发生;与单桨敞水性能的数值结果相比,加装环形助推式附体的组合系统的推进效率最高可提高6.46%。 展开更多
关键词 节能装置 计算流体力学法 环形螺旋桨 水动力性能
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负压取样过程钻杆转速对煤屑-气流动特性的影响研究
10
作者 张宏图 甄泽栋 +1 位作者 李博涛 张欧娅 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第4期94-100,共7页
为探究负压取样过程中钻杆内煤屑-气流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合模拟法探讨钻杆转速、煤屑质量流量对煤屑输送过程中气固流动速度分布及煤屑输送效率的影响特征。结果表明:钻杆内气流最大轴向速度随着输送距离... 为探究负压取样过程中钻杆内煤屑-气流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合模拟法探讨钻杆转速、煤屑质量流量对煤屑输送过程中气固流动速度分布及煤屑输送效率的影响特征。结果表明:钻杆内气流最大轴向速度随着输送距离的增加而逐渐减小并趋于稳定,最大切向速度迅速衰减并消失;钻杆转速增加时,气流最大轴向速度变化不大,最大切向速度显著增加;随着钻杆转速增加,煤屑螺旋流更加明显,旋流区距离变长,悬浮区距离变短;进入钻杆的煤屑数量减少,5 m/s速度以上的煤屑分布增多且分散;转动时钻杆内部实际固气比小于设定值,煤屑输送效率随转速的提高先增后减。 展开更多
关键词 负压取样 钻杆转速 煤屑 流动特性 计算流体力学与离散单元(CFD-DEM)耦合模拟
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印染污泥-煤粉混烧流化床锅炉内颗粒流化行为数值模拟研究
11
作者 郑小腾 陈星晨 +3 位作者 余焕伟 竺哲明 杜锡勇 许磊 《高技术通讯》 北大核心 2025年第2期214-226,共13页
基于计算流体力学-离散单元法(computation fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)对含有印染污泥和煤粉颗粒的埋管流化床内气固两相流动力学特性进行了模拟研究。对流化过程中颗粒的混合指数、速度分布、数量比、固含率分... 基于计算流体力学-离散单元法(computation fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)对含有印染污泥和煤粉颗粒的埋管流化床内气固两相流动力学特性进行了模拟研究。对流化过程中颗粒的混合指数、速度分布、数量比、固含率分布、平均动能分布进行了统计和讨论。实验结果表明,初始上污泥下煤粉填充时,随着气流速度的增大,加剧了煤粉污泥颗粒的分离,过大的气流速度会出现局部完全分离现象。当气流速度达到3.0 m·s^(-1)时,床内煤粉污泥混合填充相较于分层填充时不易发生分离现象。改变流化床内2种颗粒数量的比例时,发现增加煤粉数量可以使污泥分布更加均匀,埋管上方颗粒的平均动能与下方相差较大。 展开更多
关键词 气固两相流 计算流体力学-离散单元 流化床 印染污泥 混合
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基于CFD-DEM耦合的水射流锂-油解聚特征研究
12
作者 严培轩 柳忠彬 +2 位作者 彭帝 杨彪 王志恒 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第12期5266-5272,共7页
锂渣具有很高的回收再利用价值,针对锂渣回收过程中存在的表面保护剂与表面生成物(扩散泵油与氢氧化锂)阻碍回收效率以及在回收过程中存在反应不受控制出现爆炸等问题。提出通过水射流对锂渣表面保护剂与表面生成物进行冲击脱附并防止... 锂渣具有很高的回收再利用价值,针对锂渣回收过程中存在的表面保护剂与表面生成物(扩散泵油与氢氧化锂)阻碍回收效率以及在回收过程中存在反应不受控制出现爆炸等问题。提出通过水射流对锂渣表面保护剂与表面生成物进行冲击脱附并防止反应爆炸的方法,依据锂渣、表面保护剂与生成物氢氧化锂结合关系提出油-锂-氢氧化锂颗粒桥接模型,并在此基础上进一步建立水射流计算流体力学-离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)3组份耦合解聚模型,探讨在不同压力下水射流对油-锂-氢氧化锂桥接模型的冲击解聚特征。结果表明:油-锂-氢氧化锂颗粒黏结键破坏时间与射流压力关系呈反比关系,油-锂-氢氧化锂桥接模型中颗粒黏结键在0.1 MPa射流压力冲击0.05 s后,破坏率能达到95%以上;当射流压力达到0.5 MPa及以上时,黏结键破坏率达到95%时,用时仅0.015 s,可有效去除锂渣表面保护剂的同时,能及时去除氢氧化锂及其形成的泡沫,实现处理安全、高效、连续消化作业。研究成果对水射流技术应用于活泼金属的回收具有较强的指导意义,可应用于锂渣的高效可控安全消化回收领域。 展开更多
关键词 水射流 颗粒分离 锂-油 流体力学-离散单元(CFD-DEM)
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基于重置温度方法的双参数介尺度气固传热模型构建
13
作者 刘怡琳 李钰 +2 位作者 余亚雄 黄哲庆 周强 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2612-2621,共10页
颗粒聚团等介尺度结构在气固两相流中普遍存在,这些介尺度非均匀结构直接影响气固流动特性及气固接触效率,进而影响气固相间传热、传质及化学反应过程。在更适合工业大尺度气固传热模拟的粗网格方法中缺乏准确度高、简单易用且可以考虑... 颗粒聚团等介尺度结构在气固两相流中普遍存在,这些介尺度非均匀结构直接影响气固流动特性及气固接触效率,进而影响气固相间传热、传质及化学反应过程。在更适合工业大尺度气固传热模拟的粗网格方法中缺乏准确度高、简单易用且可以考虑介尺度非均匀结构影响的传热模型。采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)研究了气固两相流相间传热,为了保证气固相间持续传热,采用了两种维持气固相间传热温差的方法,并讨论了两种方法的优缺点。方法一:给气相能量方程添加热源项;方法二:每间隔一段时间重置气相温度,重置温度后气固两相自由传热,两种方法中均保持固相温度不变。结果表明聚团界面位置的局部单位体积气固传热量最大,重置温度方法在稀相和界面位置的局部单位体积传热量与总单位体积传热量之比大于热源项方法,而在浓相位置的局部单位体积传热量与总单位体积传热量之比小于热源项方法。通过过滤CFD-DEM计算数据,为重置温度方法构建了双参数(过滤固含率、过滤尺度)传热系数修正因子模型,通过先验分析评价了模型的表现,研究表明所构建模型在过滤网格尺度为5~40倍颗粒直径范围内优于文献中已有的双参数模型。 展开更多
关键词 介尺度 传热 气固两相流 计算流体力学-离散单元 过滤技术 重置温度
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曲线网格下精确四阶精度有限体积紧致方法
14
作者 廖飞 叶正寅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期836-840,共5页
研究了一种求解可压缩欧拉方程的精确四阶精度有限体积紧致方法。通过引入坐标变换,构造了精确四阶精度的体平均量近似和面平均量近似方法,以解决有限体积方法中的积分近似问题,并在曲线网格上辅助四阶精度Padé型紧致格式对欧拉方... 研究了一种求解可压缩欧拉方程的精确四阶精度有限体积紧致方法。通过引入坐标变换,构造了精确四阶精度的体平均量近似和面平均量近似方法,以解决有限体积方法中的积分近似问题,并在曲线网格上辅助四阶精度Padé型紧致格式对欧拉方程进行空间离散。构造了积分型高精度紧致滤波方法代替人工粘性耗散,使计算过程收敛。通过计算欧拉圆柱绕流和Ringleb流动,验证了方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 计算流体力学 欧拉方程 有限体积 积分近似 紧致格式 曲线网格 坐标变换 精确四阶精度
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基于CFD-DEM耦合的梯级溜槽的设计与分析 被引量:1
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作者 孙晓霞 胡枫 孟文俊 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第5期652-656,661,共6页
针对传统物料转运过程中溜槽和输送带磨损严重、出口处粉尘浓度过高的问题,建立含臂架的梯级溜槽几何模型,采用基于计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合的数值模拟方法,分析了臂架对转运溜槽的磨损以及对其出口处粉尘排放浓度的影响... 针对传统物料转运过程中溜槽和输送带磨损严重、出口处粉尘浓度过高的问题,建立含臂架的梯级溜槽几何模型,采用基于计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合的数值模拟方法,分析了臂架对转运溜槽的磨损以及对其出口处粉尘排放浓度的影响。仿真结果表明:含臂架的梯级溜槽可以有效控制物料流的速度和方向,降低对溜槽内表面的冲击磨损,降低出口处的粉尘量。 展开更多
关键词 转运溜槽 计算流体力学与离散单元(CFD-DEM)耦合 粉尘
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气吸式黄精种子精密排种器设计与仿真
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作者 郑嘉鑫 郭海宇 +3 位作者 胡池 周国栋 方鹏程 杨文彩 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第12期1-8,共8页
人工播种黄精种子的效率低、成本高,现有黄精播种机多采用机械式排种器,存在卡种现象明显、种子损伤率高等问题。针对这些问题,设计一款对不同尺寸黄精种子通用性强,且满足其密植农艺要求的气吸式精密排种器。对黄精种子的种植技术及物... 人工播种黄精种子的效率低、成本高,现有黄精播种机多采用机械式排种器,存在卡种现象明显、种子损伤率高等问题。针对这些问题,设计一款对不同尺寸黄精种子通用性强,且满足其密植农艺要求的气吸式精密排种器。对黄精种子的种植技术及物理特性进行分析,得到黄精种子是千粒重为35.60 g、球形度为89.95%、等效粒径为3.57 mm的中小粒径种子;对排种器整体结构及工作原理进行阐述,并将排种器工作过程分为3个区域:充种区、携种区、投种区;根据黄精种子农艺要求,对排种器主要部件进行形状结构和尺寸参数设计。利用离散元法(DEM)分析黄精种子充种过程,求解无负压状态下种子运动规律;利用计算流体力学法(CFD)分析排种器内部流场,求解负压室流场压力及流速情况;利用EDEM-FLUENT耦合分析排种器排种性能,求解负压状态下种子运动规律并分析排种器充种性能、携种性能以及投种性能。仿真结果表明:当排种盘转速为30 r/min、气压管负压为3.5 kPa时,设计的排种器排种合格率为90.5%,重播率为6%,漏播率为3.5%,排种性能良好。 展开更多
关键词 黄精 气吸式排种器 离散元 流体力学法 EDEM-FLUENT耦合
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旋流气力输送管道的结构优化研究 被引量:1
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作者 张嘉 张宏 +2 位作者 侯集 刘日麟 彭晨 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期47-52,共6页
为了探究加料器携带段旋流气力输送过程中的出现的下料管堵塞问题,在工程生产实验验证的基础上,采用CFD-DEM(计算流体力学与离散单元法)耦合的数值模拟方法对加料器携带段出料口的质量流量、速率均匀性及管道内物料的流动特性进行研究,... 为了探究加料器携带段旋流气力输送过程中的出现的下料管堵塞问题,在工程生产实验验证的基础上,采用CFD-DEM(计算流体力学与离散单元法)耦合的数值模拟方法对加料器携带段出料口的质量流量、速率均匀性及管道内物料的流动特性进行研究,总结出高灵敏度参数起旋侧吹孔的高度H、角度α、过渡段的内凹度β对质量流量及速率均匀性2个评价指标影响规律,对优化目标进行多因素耦合分析,推出优化目标的理论模型,并依据回归方程求解出最优的参数组合,解决工程中变管径旋流气力输送中物料堆积堵塞问题,此研究同时也为变管径旋流气力输送相关设备的改进提供指导意义。 展开更多
关键词 气力输送 计算流体力学与离散单元 气固两相流 数值模拟 结构优化
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基于CFD-EDM的自动投饵饲料颗粒气力输送数值模拟 被引量:15
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作者 胡昱 黄小华 +3 位作者 陶启友 袁太平 王绍敏 刘海阳 《南方水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期113-119,共7页
针对深水网箱自动投饵系统颗粒饲料气力输送时易阻塞与破损的问题,为揭示自动投饵系统中颗粒饲料的气力输送运动特性,开展了管道颗粒饲料气固两相流的数值模拟研究。基于气固两相流理论,分别建立了计算流体模型与离散元模型,通过计算流... 针对深水网箱自动投饵系统颗粒饲料气力输送时易阻塞与破损的问题,为揭示自动投饵系统中颗粒饲料的气力输送运动特性,开展了管道颗粒饲料气固两相流的数值模拟研究。基于气固两相流理论,分别建立了计算流体模型与离散元模型,通过计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-EDM)耦合求解,对饲料颗粒从气力输送管道初始阶段到稳定阶段的运动过程进行了分析,得到颗粒从初始状态到运动稳定阶段的颗粒位置分布情况。对不同位置管道内压力进行了分析对比,得到从管道入口到颗粒运动稳定状态时刻的压降。模拟仿真结果为自动投饵装备的模拟仿真与优化设计提供了参考,使其可以对饲料颗粒运动有更好的导向性,更好地降低弯管处颗粒碰撞的能量损失。 展开更多
关键词 饲料颗粒 流体力学与离散单元(CFD-EDM) 自动投饵 耦合仿真
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特殊城市街谷空气污染物扩散研究 被引量:1
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作者 杨世佺 金阿芳 +1 位作者 岳海燕 高卫强 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第10期15-18,共4页
随着城市化进程加快,越来越多的城市街谷涌现,研究城市街谷内流场及污染物扩散规律对城市规划有一定的指导意义。这里使用计算流体力学法(CFD),建立了气体和污染物分子在城市街谷内流动模型。模拟带房裙街谷与传统街谷,以及不同高度房裙... 随着城市化进程加快,越来越多的城市街谷涌现,研究城市街谷内流场及污染物扩散规律对城市规划有一定的指导意义。这里使用计算流体力学法(CFD),建立了气体和污染物分子在城市街谷内流动模型。模拟带房裙街谷与传统街谷,以及不同高度房裙时,街谷内污染物分子扩散效果对比。研究发现:街道内污染物均在背风侧淤积,而相较于传统街谷,带有房裙街谷污染物扩散效果更好,随着房裙高度的降低,街谷内污染物分子浓度越低,即污染物分子的扩散效果越好。 展开更多
关键词 计算流体力学法(CFD) 城市街谷 房裙 污染扩散
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固相颗粒在旋流场形成过程中的运动分析 被引量:11
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作者 刘洪斌 张进 +1 位作者 肖慧娜 谢超 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1236-1243,共8页
通过CFD-DEM耦合计算方法模拟不同粒径颗粒在FX-50水力旋流器内的运动行为,分析旋流器内旋流分离场的形成过程,连续相的运动采用求解平均化的Navier-Stokes方程得到,离散相的运动通过离散元法计算。采用欧拉-拉格朗日方法,通过Freestrea... 通过CFD-DEM耦合计算方法模拟不同粒径颗粒在FX-50水力旋流器内的运动行为,分析旋流器内旋流分离场的形成过程,连续相的运动采用求解平均化的Navier-Stokes方程得到,离散相的运动通过离散元法计算。采用欧拉-拉格朗日方法,通过Freestream曳力模型传递相间数据,分析了流体的速度场、压力场,颗粒群的速度、受力、颗粒-颗粒和颗粒-壁面的接触作用力。结果表明,当循环流与入口流汇合时,颗粒速度损失较大;当旋流场稳定后,60μm粒径颗粒群在旋流器锥段的堆积最严重,分离速度较70μm、80μm颗粒低;颗粒平均速度的变化为先减小再增大,直到以后的稳定变化。旋流场未稳定时颗粒在竖直方向的运移速度大于旋流场稳定后竖直方向的运移速度,80μm颗粒竖直方向平均速度始终大于60μm和70μm。颗粒-颗粒和颗粒-壁面的接触过程中,颗粒的受力以法向方向为主,当颗粒与壁面接触时,所受合力最大;由于流动前期颗粒在旋流器内运动轨迹不稳定,颗粒随机碰撞明显,导致颗粒平均接触力波动较大,当旋流场达到稳定状态以后,数值改变很小。 展开更多
关键词 计算流体力学-离散单元 水力旋流器 计算流体力学 离散单元 欧拉-拉格朗日 Freestream曳力模型
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