基于网格与无网格耦合CFD-DEM方法模拟颗粒流的比较研究
流体动力学
2016-09-28 v2
摘要
本文介绍了基于网格与无网格的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）方法与离散元方法（Discrete Element Method, DEM）耦合的比较研究。基于网格的CFD方法采用有限体积法（Finite Volume Method, FVM）。光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH）方法代表无网格CFD。未解析流体模型由局部平均的纳维-斯托克斯方程控制。描述了一种在SPH中应用边界条件的新开发模型并进行了验证测试。借助所提出的比较测试，讨论了DEM-FVM与DEM-SPH方法的异同。使用两种方法进行了三个测试案例，包括单固体颗粒沉降测试、流过多孔块以及多孔块沉降。作用在固体颗粒上的阻力高度依赖于局部流体分数。出于比较原因，FVM中单元的尺寸被选择为使得流体分数与SPH中计算出的相匹配。总体而言，DEM-FVM和DEM-SPH方法与解析参考结果吻合良好。DEM-SPH与DEM-FVM方法之间的差异主要源于计算出的局部流体分数的不同。
引用
@article{arxiv.1603.06808,
title = {Comparative study on mesh-based and mesh-less coupled CFD-DEM methods to model particle-laden flow},
author = {D. Markauskas and H. Kruggel-Emden and R. Sivanesapillai and H. Steeb},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.06808},
year = {2016}
}