基于离散元方法-计算流体力学耦合的渭河盆地水蚀型地裂缝细观成生过程数值模拟

1

作者 张岩 王涪江 王飞永 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第3期386-396,共11页

渭河盆地是我国地裂缝灾害发育最为严重的地区之一,其中水蚀型地裂缝严重制约区域经济发展。采用离散元方法(DEM)和计算流体力学(CFD),基于渭河盆地典型水蚀型地裂缝的三维地质模型,建立了水蚀型地裂缝数值模型,从细观角度分析了浅表水... 渭河盆地是我国地裂缝灾害发育最为严重的地区之一,其中水蚀型地裂缝严重制约区域经济发展。采用离散元方法(DEM)和计算流体力学(CFD),基于渭河盆地典型水蚀型地裂缝的三维地质模型,建立了水蚀型地裂缝数值模型,从细观角度分析了浅表水作用下水蚀型地裂缝的成生演化过程。结果表明:水蚀型地裂缝的成生过程具有明显阶段性,依次可划分为潜蚀成穴、暗穴扩展、塌陷成洞、扩展成缝4个阶段;暗穴是裂缝发生的初级形态,通常先竖向发育,直至地表破裂后再横向扩展成洞,进而延伸成缝;潜蚀成穴与暗穴扩展阶段主要为中小颗粒迁移,历时最长;塌陷成洞与扩展成缝阶段粗颗粒快速流失,发生极快。 展开更多

关键词 地裂缝 水蚀型 离散元方法 计算流体力学 浅表水侵蚀 成生过程 渭河盆地

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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 被引量：1

2

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-离散单元法(cfd-dem) U形管 冲蚀磨损 颗粒形状 粗粒化模型

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间断级配砂土渗流侵蚀现象的计算流体力学-离散元耦合模拟 被引量：26

3

作者 李伟一 钱建固 +1 位作者 尹振宇 周闯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3191-3201,共11页

渗流侵蚀会导致土体中土颗粒的随水流流失,改变土体力学和水力特性,工程中常引起土石坝的变形甚至破坏。利用流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM),针对广泛存在于坝基、土石坝滤芯以及油气井反滤层中的间断级配砂土,对其级配进行合理简化... 渗流侵蚀会导致土体中土颗粒的随水流流失,改变土体力学和水力特性,工程中常引起土石坝的变形甚至破坏。利用流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM),针对广泛存在于坝基、土石坝滤芯以及油气井反滤层中的间断级配砂土,对其级配进行合理简化后研究其在水力作用下的渗流侵蚀特性。通过8组模拟向上渗流试验研究了水力梯度、试样所受围压以及细粒含量对间断级配砂土渗流侵蚀过程的影响。试验中监测了细粒流失质量、细粒流失率、土表位移、微观组构变化等宏微观现象,并与既往室内试验进行了对照验证。同时,对渗流前后土体进行了排水剪切试验,研究渗流侵蚀对土体抗剪强度的影响。试验结果表明,在数值模拟试验条件下初始细粒含量变化对于细粒流失质量、峰值细粒流失率、土表位移及渗流前后的力学特性影响较试验中围压与水力梯度的影响更为显著。通过对微观组构的分析,发现不同细粒含量的试样在渗流过程中接触网络的构成与变动差异较大,细粒含量在35%的阈值附近,会发生土体力链传递结构的转换。三轴结果表明,细粒流失还会导致土体峰值强度降低、50%强度处的割线模量E50减小。 展开更多

关键词 流体力学-离散元耦合 渗流侵蚀 细粒含量 水力梯度 围压 微观结构

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微反应器计算流体力学与离散元建模及调控 被引量：3

4

作者 郑帅 谭大鹏 +1 位作者 李霖 朱吟龙 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1237-1251,共15页

为了提高微反应器内部流场均匀性,抑制固相颗粒团聚,提出超声波耦合流场强化调控方法.基于计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM)方法,建立微反应器流体动力学模型,得到微反应器流道的多相流场分布与颗粒运动规律.对可实现k-ε湍流模型源... 为了提高微反应器内部流场均匀性,抑制固相颗粒团聚,提出超声波耦合流场强化调控方法.基于计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM)方法,建立微反应器流体动力学模型,得到微反应器流道的多相流场分布与颗粒运动规律.对可实现k-ε湍流模型源项进行修正,得到微型反应器在超声波激振作用下的颗粒碰撞冲击效应与内部流场非线性分布特征.结合分形方法,对流道中的颗粒群混沌态分布进行定量分析.以T形汇流反应器为例,开展数值仿真研究.结果表明,超声波耦合流场强化可以提高反应器内的流场分布均匀性,对离散颗粒团聚进行有效的抑制. 展开更多

关键词 微型反应器 超声波激振 计算流体力学与离散元耦合(cfd-dem) 颗粒团聚 分形方法

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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

5

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法(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CFD-DEM耦合的梯级溜槽的设计与分析 被引量：2

6

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法(cfd-dem)耦合 粉尘

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基于元／网格动量传递的离散元与有限元耦合的时空多尺度算法 被引量：4

7

作者 张锐 郑航 唐志平 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1341-1347,共7页

建立了时间多尺度与空间多尺度兼顾的离散元与有限元耦合的时空多尺度计算模型,并推导了基于元/网格动量传递的力学和动力学参变量的过渡算法,实现了离散元与有限元耦合过渡区内参变量信息的合理交换,从理论上解决了时空多尺度计算中离... 建立了时间多尺度与空间多尺度兼顾的离散元与有限元耦合的时空多尺度计算模型,并推导了基于元/网格动量传递的力学和动力学参变量的过渡算法,实现了离散元与有限元耦合过渡区内参变量信息的合理交换,从理论上解决了时空多尺度计算中离散元区域与有限元区域之间物理和力学特征的光滑过渡问题.通过弹性应力波在细长杆中传播的算例,验证了该时空多尺度数值计算方法具有较高的准确性和计算效率. 展开更多

关键词 元/网格动量传递 离散元与有限元耦合 时空多尺度 数值计算

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耦合离散流体理论的差分格式及其应用 被引量：1

8

作者 申义庆 高智 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第4期385-389,共5页

求解 Navier- Stokes方程组 ,一直是粘性流动计算的主导途径。但在计算中 ,都是在一定的网格单元上进行离散 ,而对不同的离散单元 ,流动的特征并不相同。本文通过离散单元上网格雷诺数的变化分析 ,采用耦合离散流体理论 (CDFT)差分格式 ... 求解 Navier- Stokes方程组 ,一直是粘性流动计算的主导途径。但在计算中 ,都是在一定的网格单元上进行离散 ,而对不同的离散单元 ,流动的特征并不相同。本文通过离散单元上网格雷诺数的变化分析 ,采用耦合离散流体理论 (CDFT)差分格式 ,对向后台阶底部超声速流动问题进行数值模拟 ,得到了满意的结果。 展开更多

关键词 NAVIER-STOKES方程 计算流体力学 离散方程 耦合离散流体理论

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农业工程领域耦合仿真技术应用现状与展望

9

作者 张青松 郑中原 +3 位作者 廖庆喜 于良航 廖宜涛 万星宇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期20-37,149,共19页

耦合仿真技术作为一种先进的数值仿真方法,能将多个独立的物理场或物理现象的仿真模型结合,实现不同领域或不同物理学模型的数值仿真方法相互结合,彼此交换信息并相互影响,在农业工程领域展现出广阔的应用前景,为现代农业装备的数字化... 耦合仿真技术作为一种先进的数值仿真方法,能将多个独立的物理场或物理现象的仿真模型结合,实现不同领域或不同物理学模型的数值仿真方法相互结合,彼此交换信息并相互影响,在农业工程领域展现出广阔的应用前景,为现代农业装备的数字化与智能化设计提供了新途径。为了系统总结耦合仿真技术在农业工程领域的应用现状和分析该技术的未来发展趋势,概述了耦合仿真技术的基本原理、仿真流程与类型以及相关数值模拟技术与软件,梳理了离散元-结构有限元耦合、离散元-计算流体力学耦合、离散元-多体动力学耦合、连续介质流固耦合以及刚柔耦合在农业工程领域的应用实例。同时,结合耦合仿真技术的应用现状,分析了目前该技术在模型构建与精确性、算法与计算资源、数据集成与处理、仿真软件设计和标准化等方面存在的问题,提出了耦合仿真技术应用发展趋势:多尺度建模与智能验证体系、高性能算法与算力、数据治理与交互模式智能化、标准化建设以及智能融合与场景扩展等,为耦合仿真技术在农业工程领域进一步应用发展提供参考。 展开更多

关键词 耦合仿真 离散元 结构有限元 计算流体力学 计算固体力学 多体动力学

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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

10

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 双流体喷嘴 去除特性 计算流体力学与离散单元耦合法(CFDDEM) 耦合仿真

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气体密度对高压流态化影响的CFD-DEM模拟

11

作者 贾志勇 沈宪琨 +1 位作者 蓝晓程 王铁峰 《化工学报》 北大核心 2025年第9期4383-4397,F0004,共16页

高压流化床工业应用广泛。利用计算流体力学-离散元耦合模型(CFD-DEM)在1.15~92.0 kg/m^(3)范围内考察了气体密度对A、B类颗粒最小流化速度、最小鼓泡速度、气泡和压降等流体力学行为的影响规律。模拟结果表明,不同压力下A类颗粒均存在... 高压流化床工业应用广泛。利用计算流体力学-离散元耦合模型(CFD-DEM)在1.15~92.0 kg/m^(3)范围内考察了气体密度对A、B类颗粒最小流化速度、最小鼓泡速度、气泡和压降等流体力学行为的影响规律。模拟结果表明,不同压力下A类颗粒均存在散式流化区,流化因子随压力提高而略有增加,B类颗粒的流化因子始终小于1.1。此外,随气体密度增加,B类颗粒中气泡尺寸显著减小、数量显著增加。当气体密度由1.15增加到92.0 kg/m^(3)时,粒径为300μm的B类颗粒中的气泡尺寸减小了约60%,气泡数量增加了2.5倍。典型A类颗粒中的气泡尺寸与数量几乎不受气体密度影响。床层压降标准差和压力脉动振幅均随气体密度增加而降低,B类颗粒降低更显著。最后,通过对颗粒碰撞力和曳力系数的分析,探讨了气固、固固相互作用的竞争对高压流态化稳定性的影响机制。 展开更多

关键词 高压流态化 气体密度 气泡 离散元 两相流 数值模拟 计算流体力学

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基于CFD-EDEM的抛臂系统多物理场耦合优化

12

作者 宋有年 宋洪涛 +4 位作者 崔震 郭继文 王乾勋 刘秀芝 田延芳 《农业工程》 2025年第6期107-113,共7页

为了探究影响青贮机抛臂系统抛送效率等关键性因素,利用风速计测量抛臂内部风速,同时使用高速摄像机捕捉抛臂内不同位置物料颗粒速度,获得初始试验数据。利用CFD-EDEM耦合对抛臂系统抛送物料的物理运动过程进行仿真模拟,并将仿真结果与... 为了探究影响青贮机抛臂系统抛送效率等关键性因素,利用风速计测量抛臂内部风速,同时使用高速摄像机捕捉抛臂内不同位置物料颗粒速度,获得初始试验数据。利用CFD-EDEM耦合对抛臂系统抛送物料的物理运动过程进行仿真模拟,并将仿真结果与试验数据进行对标,以校准仿真输入参数。在此基础上,通过HyperStudy完成抛臂结构多物理场结构优化,分析不同抛臂结构下抛臂出口颗粒平均速度和进出口压差,获得更优的抛臂结构。仿真验证表明,优化后抛臂出口颗粒平均输出速度提高15.93%。优化后样机与原模型试验结果对比,物料颗粒抛送距离增加175%,减少抛臂结构的磨损,物料颗粒运动一致性也得到较大提高,满足青贮机抛臂出口物料速度高、散落范围小的设计要求。该方法为青贮收获机抛臂系统抛送效率多物理场耦合优化分析提供一种切实可行的技术路线。 展开更多

关键词 离散元单元法 HyperStudy 计算流体力学 青贮收获机 抛臂 多物理场 结构优化

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基于CFD-DEM耦合的水力旋流器水沙运动三维数值模拟 被引量：48

13

作者 喻黎明 邹小艳 +3 位作者 谭弘 严为光 陈立志 熊子维 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期126-132,共7页

针对水力旋流器内流场运动复杂、沙粒运动规律难以掌握的问题,运用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日液固多相湍流模型,对水力旋流器内的水沙两相三维流动进行了CFD-DEM耦合数值模拟研究,分析了水力旋流器内单个沙粒的轨迹线、速度和... 针对水力旋流器内流场运动复杂、沙粒运动规律难以掌握的问题,运用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日液固多相湍流模型,对水力旋流器内的水沙两相三维流动进行了CFD-DEM耦合数值模拟研究,分析了水力旋流器内单个沙粒的轨迹线、速度和沙粒群的运动规律、分布特性等。模拟结果表明,沙粒粒径越小,沙粒向下运行的距离越短,越容易从下降流中进入到上升流中,越难以分离。粒径为40μm的沙粒,在圆柱体与圆锥体交界面处出现沙粒峰值,分离效果易受影响,而50μm和60μm沙粒在圆锥体部分出现峰值,具有较好的分离效果。通过跟踪单个沙粒和沙粒群的运动可知,沙粒在圆柱体内主要作圆周运动,进入到圆锥体部分,沙粒既有圆周运动,又有明显的进入沉沙口的直线运动。分析大量沙粒个体和群体运动以及群体分布情况能从微观角度了解水力旋流器的分离效率,是水力旋流器性能研究的有效手段。 展开更多

关键词 水力旋流器 水沙运动 离散元法 计算流体力学 耦合 数值模拟

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二维导流管喷动床离散颗粒动力学模拟 被引量：5

14

作者 赵永志 程易 金涌 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期24-28,共5页

采用离散单元法(DEM)-计算流体力学(CFD)双向耦合数值方法对二维导流管喷动床进行了模拟,颗粒的运动通过DEM模型描述,而气体的运动用Navier-Stokes方程进行求解,气体和固体颗粒之间的相互作用通过曳力形式传递。文中将DEM和边界元方法(B... 采用离散单元法(DEM)-计算流体力学(CFD)双向耦合数值方法对二维导流管喷动床进行了模拟,颗粒的运动通过DEM模型描述,而气体的运动用Navier-Stokes方程进行求解,气体和固体颗粒之间的相互作用通过曳力形式传递。文中将DEM和边界元方法(BEM)结合起来解决颗粒在具有复杂边界设备内的运动。通过采用BEM+DEM-CFD相结合的方法进行模拟计算,得到了喷动床的最小喷动速度,研究了不同表观气速下床内的流型,得到了二维导流管喷动床的床层压降与表观气速的关系,统计分析了喷射区、环隙区内颗粒的运动速度和相应的空隙率,全面地描述了二维导流管喷动床内的气固流动特征。 展开更多

关键词 离散单元法 计算流体力学 喷动床 边界元方法

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基于浸入边界法的高解析度CFD-DEM流固耦合方法 被引量：3

15

作者 毛佳 肖景文 +1 位作者 赵兰浩 底瑛棠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期988-995,共8页

根据流固耦合问题的普遍性,提出了基于浸入边界法的高解析度计算流体力学-离散元法(CFD-DEM)流固耦合方法.新方法采用基于欧拉框架的计算流体力学方法描述流体的运动,采用基于拉格朗日框架的离散元法描述固体的运动及碰撞,在离散单元的... 根据流固耦合问题的普遍性,提出了基于浸入边界法的高解析度计算流体力学-离散元法(CFD-DEM)流固耦合方法.新方法采用基于欧拉框架的计算流体力学方法描述流体的运动,采用基于拉格朗日框架的离散元法描述固体的运动及碰撞,在离散单元的表面布置浸入边界点,解决固体运动过程中与流体间的移动且未知的边界问题.为验证方法的准确性,模拟了圆柱绕流涡激振动、方块驰振两个经典算例,计算结果与数值解吻合度高,说明新方法能够准确描述流固耦合作用.最终,将该方法应用于多块体沉降的模拟,结果表明新方法能够反映流场的复杂变化,有效处理包含大量任意形状离散块体碰撞的流固耦合问题. 展开更多

关键词 流固耦合 浸入边界 计算流体力学 离散元法 高解析度

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大颗粒气力输运的CFD与EDEM耦合计算方法 被引量：3

16

作者 王欢 孙科 +1 位作者 任博扬 宋江涛 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第11期4603-4608,共6页

为掌握冰雹颗粒抛射运动过程规律,以支撑冰雹抛射装置设计,需进行冰雹颗粒气力输运过程计算。通过计算流体力学与离散单元法双向耦合进行冰雹等大颗粒气力输运问题的模拟仿真。通过进行不同气源压力、不同抛射管径、不同抛射管长、不同... 为掌握冰雹颗粒抛射运动过程规律,以支撑冰雹抛射装置设计,需进行冰雹颗粒气力输运过程计算。通过计算流体力学与离散单元法双向耦合进行冰雹等大颗粒气力输运问题的模拟仿真。通过进行不同气源压力、不同抛射管径、不同抛射管长、不同冰雹流量条件下的计算及对比,得到随着气源压力的增大,冰雹抛射速度逐渐增大,气流流量逐渐增大;随着抛射管径的增大,冰雹速度逐渐增大,气流流量平方级增长;随着抛射管长的增大,冰雹速度基本保持不变,气流流量略有减小;随着冰雹流量的增大,冰雹速度逐渐减小,气流流量逐渐减小。 展开更多

关键词 气力输运 冰雹 双向耦合 计算流体力学(CFD) 离散单元法(DEM)

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基于CFD-DEM耦合的尾矿库溃坝数值模拟 被引量：7

17

作者 杨柳 王金安 黎伟佳 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第8期219-227,共9页

流体在尾矿库溃坝的形成和发展过程中起到至关重要的作用,开展尾矿坝流固耦合研究对认识尾矿库溃坝形成机理和演化规律具有重要意义。选取某典型尾矿库溃坝工程实例,采用CFD-DEM流固耦合方法,先通过标定试验确定数值模拟细观参数,再对... 流体在尾矿库溃坝的形成和发展过程中起到至关重要的作用,开展尾矿坝流固耦合研究对认识尾矿库溃坝形成机理和演化规律具有重要意义。选取某典型尾矿库溃坝工程实例,采用CFD-DEM流固耦合方法,先通过标定试验确定数值模拟细观参数,再对尾矿库溃坝过程进行数值模拟,获得溃坝过程中坝体和尾矿砂的位移场和速度场,并计算尾矿砂运移距离,计算结果与事故调查报告相吻合,证明CFD-DEM流固耦合方法在尾矿库溃坝数值模拟的可行性。数值模拟结果表明:溃坝形成初期,滑移面后方有一个受挤压的区域,滑移面进口端深且陡,出口端较为平缓;尾矿坝溃坝后形成的堆积体呈两头密中间疏,在浆砌子坝前方形成明显的分割带。 展开更多

关键词 流固耦合 尾矿库 数值模拟 计算流体力学 离散元

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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

18

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法(cfd-dem)耦合模拟

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极地浮冰区船舶回转操纵性数值仿真研究

19

作者 闫宏生 陈梓昊 王锡军 《船舶力学》 北大核心 2025年第7期1034-1047,共14页

为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数... 为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数进行预报。结果表明,浮冰的存在会对船舶的回转运动产生显著阻碍,浮冰区回转战术直径的范围是敞水工况战术直径的1~1.5倍。船体受到的力和力矩具有较强的随机性,航速与艏摇角速度时历曲线瞬时起伏更明显。相同舵角下,船舶受到的冰纵向力随浮冰密集度增加而增加,流体纵向力变化不明显;平均总侧向力、总偏航力矩方向与回转操纵方向一致,平均冰偏航力矩则更多偏向于回转操纵的相反方向。 展开更多

关键词 极地船舶 离散元方法 计算流体力学 浮冰区 操纵性

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基于CFD-DEM的收获机分离室内谷物运动模拟与试验 被引量：49

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作者 蒋恩臣 孙占峰 +1 位作者 潘志洋 王立军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期117-122,共6页

采用计算流体力学与离散元耦合的方法对割前摘脱稻麦联合收获机惯性分离室内谷物的运动进行数值模拟。仿真结果表明:籽粒和短茎秆在气流作用下能够实现分离,分离室入口气体速度增加,有助于提高分离室初清选谷物的性能,但入口气体速度增... 采用计算流体力学与离散元耦合的方法对割前摘脱稻麦联合收获机惯性分离室内谷物的运动进行数值模拟。仿真结果表明:籽粒和短茎秆在气流作用下能够实现分离,分离室入口气体速度增加,有助于提高分离室初清选谷物的性能,但入口气体速度增加使得分离室后部气体湍流现象加重,且能耗也随之增加;不饱满籽粒能在分离室内实现沉降。对仿真结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM对分离室内谷物运动进行数值模拟是可行的。 展开更多

关键词 谷物清选 惯性分离室 计算流体力学 离散元 数值模拟 试验

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