基于Semi-resolved CFD-DEM的跨尺度颗粒流体两相耦合模型的研究

作者：丁旺; 薛雷平

来源：水动力学研究与进展A辑, 2021, 36(05): 705-716.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2021.05.012

• CFD-DEM
• 颗粒流
• 虚拟区域法
• 跨尺度
• 拖曳力模型
• 虚拟质量力

CFD-DEM模型被广泛应用于颗粒流的模拟中,同时两相耦合强烈依赖于流体网格分辨率。根据网格长度与颗粒直径的比值(网格粒径比),CFD-DEM模型被分为三类:Resolved、Un-resolved和Semi-resolved。该文结合Semi-resolved与Resolved模型,提出了一种适用于跨尺度颗粒与流体耦合的方法。通过单颗粒沉降和液固流化床的模拟,分析对比了在Semi-resolved模型中,四种常用的拖曳力模型的计算精度。结果表明,使用Gidaspow拖曳力模型模拟的结果与实验结果最为吻合,并在此基础上验证了考虑颗粒受到的虚拟质量力能够进一步修正模拟结果。最后基于Gidaspow拖曳力模型,并考虑虚拟质量力的影响,通过混合跨尺度颗粒与流体耦合的算例,验证了Semi-resolved与Resolved模型相结合的跨尺度颗粒模拟方法的可行性。

• 单位
  上海交通大学; 建筑工程学院