復(fù)雜兩相流動(dòng)中顆粒碰撞的DEM-LESSNS耦合模擬研究的開(kāi)題報(bào)告

復(fù)雜兩相流動(dòng)中顆粒碰撞的DEM-LESSNS耦合模擬研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景與意義：顆粒二相流動(dòng)在工業(yè)和日常生活中廣泛應(yīng)用，如粉體輸送、固體顆粒分散、制藥、煤氣化、氣體凈化等。其中顆粒之間的碰撞是影響顆粒行為的重要因素，它與流場(chǎng)、顆粒形狀、密度等因素有關(guān)。因此，對(duì)于顆粒之間碰撞特性的研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。目前，計(jì)算顆粒之間碰撞特性的方法多種多樣，其中最受歡迎的是利用離散元法（DEM）和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）兩個(gè)數(shù)值模擬方法相互耦合。然而，傳統(tǒng)的DEM-CFD耦合模型的計(jì)算量較大，難以應(yīng)用于實(shí)際工程應(yīng)用中。因此，提出一種新的DEM-LESSNS（Lagrangian-Euleriancoupledsimulationofnon-stickyparticlesuspension）耦合模型，以降低計(jì)算成本和提高計(jì)算效率，使其更適合于實(shí)際應(yīng)用中。二、研究?jī)?nèi)容：本研究將開(kāi)發(fā)一種新型的DEM-LESSNS耦合模型，同時(shí)在兩相流動(dòng)中考慮顆粒之間的碰撞特性。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.利用DEM方法模擬顆粒之間的碰撞特性，并得到顆粒的運(yùn)動(dòng)速度和方向。2.以FLUENT程序?yàn)榛A(chǔ)，將顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡嵌入到流場(chǎng)中，建立起DEM-LESSNS耦合模型。3.通過(guò)耦合計(jì)算，得到顆粒在兩相流動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和影響顆粒運(yùn)動(dòng)的各種因素，包括流場(chǎng)、顆粒形狀、密度等。4.對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證新模型的準(zhǔn)確性和有效性，并探究顆粒碰撞特性的影響因素。三、研究方法：本研究所采用的主要方法為離散元法和計(jì)算流體力學(xué)方法的耦合。1.DEM方法用于計(jì)算顆粒之間的碰撞特性、顆粒的運(yùn)動(dòng)速度和方向等。2.CFD方法用于計(jì)算流場(chǎng)，確定顆粒在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向和受流場(chǎng)力的影響。3.建立新的DEM-LESSNS耦合模型，并通過(guò)模擬顆粒在不同條件下的運(yùn)動(dòng)軌跡，研究顆粒之間碰撞特性的影響因素。四、預(yù)期成果：通過(guò)研究和開(kāi)發(fā)新的DEM-LESSNS耦合模型，本研究旨在探索顆粒之間碰撞特性的影響因素，進(jìn)而提高顆粒二相流動(dòng)的理論認(rèn)識(shí)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。預(yù)期研究成果包括：1.建立起新的DEM-LESSNS耦合模型，在計(jì)算顆粒二相流動(dòng)中的碰撞特性上具有更高的計(jì)算效率。2.分析顆粒之間碰撞特性的影響因素，推導(dǎo)出顆粒碰撞的物理規(guī)律，并提出相關(guān)的性質(zhì)指標(biāo)。3.通過(guò)分析計(jì)算結(jié)果，得出對(duì)顆粒二相流動(dòng)的改進(jìn)建議，并為實(shí)際應(yīng)用提供參考。五、研究步驟和時(shí)間安排：1.文獻(xiàn)調(diào)研和信息收集（2個(gè)月）。2.建立新的DEM-LESSNS耦合模型并進(jìn)行模擬計(jì)算（10個(gè)月）。3.對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證（4個(gè)月）。4.撰寫(xiě)論文并進(jìn)行答辯（2個(gè)月）。六、存在的問(wèn)題及解決方法：1.耦合計(jì)算中的計(jì)算量較大，可能會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。解決方法：合理選擇計(jì)算資源和算法，優(yōu)化計(jì)算過(guò)程，提高計(jì)算效率。2.模型的參數(shù)選擇和精度問(wèn)題。解決方法：根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定合理的參數(shù)取值，并通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和精度。七、參考文獻(xiàn)：[1]ZengYB,YuAB.LagrangianandEuleriancoupledsimulationsofgas-solidsystems:Areviewofrecentdevelopmentandapplications[J].PowderTechnology,2017,310:1-22.[2]張世炬,程紅.多相流顆粒壓縮本構(gòu)關(guān)系及其在DEM中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究,2017,39(12):162-165.[3]馬虎,王艷輝,劉桂華,等.DEM-CFD耦合方法在顆粒流動(dòng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代物流與信息科學(xué),2020,