Вычислительная гидродинамика CFD-DEM обычно используется для моделирования многофазного потока газ-твердое тело или жидкость-твердое тело. Поскольку движение частиц отслеживается напрямую, этот метод удобно использовать для изучения:

1) Распределение времени пребывания частиц в реакторе;

2) Смешивание и разделение систем разного размера;

3) Рассчитайте силы столкновения частица-частица и частица-стенка.

Поток частиц S-образной формы на движущейся стенке

Процесс расчета вычислительной гидродинамики CFD-DEM в основном включает в себя:

1) Инициализация

Операции инициализации в основном включают в себя:

1. Считайте параметры расчета.

2. Подайте заявку на место в памяти

3. Инициализация поля потока и частиц.

4. Постройте список соседей частиц и взаимосвязь отображения сетки частиц и жидкости.

[Примечание: при инициализации положения частицы убедитесь, что нет перекрытия между поверхностями частица-частица и частица-стенка. 】

2) Расчет жидкой фазы

Для расчета фазы жидкости используется полунеявный метод уравнений, связанных с давлением (SIMPLE). Процесс расчета аналогичен расчету однофазного потока. Объемная доля жидкости и средняя скорость частиц в сетке жидкости рассчитываются путем явной интерполяции. информации о положении частиц.

[Примечание: При выполнении расчетов скорость, положение и т. д. частиц остаются неизменными. 】

3) Расчет фазы частиц

После сходимости поля потока рассчитывается фаза частицы, которая в основном включает в себя следующие 8 подэтапов:

1. Расчет сил столкновения частица-частица и частица-стенка;

2. Рассчитайте силу градиента давления жидкости и силу сопротивления;

3. Обновить скорость и положение частиц;

4. Во время многопроцессных параллельных вычислений передается детальная информация о границах процесса;

5. Обновить список соседей частиц;

6. Обновить взаимосвязь отображения сетки частиц и жидкости;

7. Обновить коэффициент интерполяции сетки частиц-жидкости;

8. Обновите объемную долю жидкости в сетке жидкостей.

В общем, поскольку временной шаг расчета жидкости больше, чем временной шаг расчета частиц, вышеуказанные шаги 1-8 необходимо повторить несколько раз, но при расчете каждого шага распределение скорости, плотности и давления жидкости остаются неизменными. Когда время частиц и жидкости синхронизировано, расчет частиц останавливается и переключение расчета жидкости. Повторяйте вышеуказанные шаги до тех пор, пока не будет достигнуто заданное время моделирования.

Энциклопедия библиотеки подопытных собак