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气粒两相流传热问题的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟

陈福振 强洪夫 高巍然

气粒两相流传热问题的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟

陈福振, 强洪夫, 高巍然
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  • 在气粒两相流动问题中, 颗粒间以及气体与颗粒间的传热问题不可忽略. 光滑离散颗粒流体动力学(SDPH)模型作为一种新的求解气粒两相流动问题的方法, 已经成功应用于模拟风沙运动等问题. 在此基础上, 提出了SDPH方法的热传导模型, 模拟了气粒两相流动问题中的热传导过程以及颗粒蒸发过程. 首先引入各相的能量方程, 利用有限差分与光滑粒子流体动力学一阶导数相结合的方法, 处理各相内部热传导项中的二阶导数问题, 基于气粒两相间温度差及对流换热系数计算颗粒与气体间的热传导量, 推导得到了含热传导模型的气粒两相流SDPH计算方程组, 模拟计算了圆盘形颗粒团算例及鼓泡流化床内部热传导算例, 并与双流体模型计算结果进行对比, 结果基本符合; 其次利用离散液滴模型中的颗粒蒸发传质传热定律计算颗粒的蒸发过程, 数值模拟了颗粒射流蒸发过程, 并与离散颗粒模型结果进行对比, 两者符合得较好, 验证了该方法的准确性及实用性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51276192)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-14
  • 修回日期:  2014-06-09
  • 刊出日期:  2014-12-05

气粒两相流传热问题的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟

  • 1. 第二炮兵工程大学601室, 西安 710025
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51276192)资助的课题.

摘要: 在气粒两相流动问题中, 颗粒间以及气体与颗粒间的传热问题不可忽略. 光滑离散颗粒流体动力学(SDPH)模型作为一种新的求解气粒两相流动问题的方法, 已经成功应用于模拟风沙运动等问题. 在此基础上, 提出了SDPH方法的热传导模型, 模拟了气粒两相流动问题中的热传导过程以及颗粒蒸发过程. 首先引入各相的能量方程, 利用有限差分与光滑粒子流体动力学一阶导数相结合的方法, 处理各相内部热传导项中的二阶导数问题, 基于气粒两相间温度差及对流换热系数计算颗粒与气体间的热传导量, 推导得到了含热传导模型的气粒两相流SDPH计算方程组, 模拟计算了圆盘形颗粒团算例及鼓泡流化床内部热传导算例, 并与双流体模型计算结果进行对比, 结果基本符合; 其次利用离散液滴模型中的颗粒蒸发传质传热定律计算颗粒的蒸发过程, 数值模拟了颗粒射流蒸发过程, 并与离散颗粒模型结果进行对比, 两者符合得较好, 验证了该方法的准确性及实用性.

English Abstract

参考文献 (28)

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