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CFD-DEM模型最优网格尺寸的理论推证

Theoretical validation on the optimal mesh size of CFD-DEM model

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在多相流数值模拟中,合理确定流体网格尺寸对未解析CFD-DEM模型计算精度至关重要.针对网格尺寸问题,以单颗粒沉降运动为例,结合CFD-DEM数值模型,对最优网格尺寸开展了理论推证研究.研究表明,网格尺寸变化通过孔隙率参数影响颗粒拖曳力的分配,进而影响数值模拟的结果.基于此,提出了多相流中考虑孔隙率影响的阻力系数推导方法,并以Gidaspow模式为例,对比分析了不同孔隙率条件下单颗粒沉降的理论、试验与数值结果,验证了理论推导方法的合理性.结果表明,处于滞性状态下的颗粒受网格尺寸影响较大,建议网格尺寸大于颗粒尺寸的5倍;处于过渡状态和紊动状态下的颗粒影响较小,建议网格大于粒径3倍.研究结果可为多相流在流固耦合参数设置提供理论支撑.

CFD-DEMmesh sizeporositydrag forcesediment settling

姚鹏、王远、冒刘鹏、苏敏

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河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098

大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连 116024

河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏,南京 210098

华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200241

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CFD-DEM 网格尺寸 孔隙率 拖曳力 泥沙沉降

国家重点研发计划国家自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开放基金华东师范大学河口海岸学国家重点实验室开放基金

2022YFC3106201520711295170928851809296LP2207SKLEC-KF202006

2023

泥沙研究
中国水利学会

泥沙研究

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.817
ISSN:0468-155X
年,卷(期):2023.48(5)
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