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基于CFD-DEM流固耦合方法的吸力锚基础负压沉贯数值模拟 被引量:3
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作者 王胤 杨涵 +1 位作者 庞子毅 陶奕辰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期384-393,F0004,共11页
吸力锚基础作为一种新型高效的海洋结构物基础形式在海洋工程中得到了广泛应用。对于砂土中的吸力锚沉贯研究,传统试验或有限元数值模拟存在一定局限性。采用基于离散单元法与计算流体动力学理论(CFD-DEM)流固耦合方法对吸力锚在砂土中... 吸力锚基础作为一种新型高效的海洋结构物基础形式在海洋工程中得到了广泛应用。对于砂土中的吸力锚沉贯研究,传统试验或有限元数值模拟存在一定局限性。采用基于离散单元法与计算流体动力学理论(CFD-DEM)流固耦合方法对吸力锚在砂土中的吸力贯入过程进行数值模拟分析;通过与室内物理模型试验、沉贯阻力理论解析计算结果进行对比分析,验证CFD-DEM流固耦合方法的有效性和准确性。进一步地,从土颗粒细观尺度上深入分析吸力锚在砂土中沉贯特性。数值模拟捕捉到贯入过程中锚内土塞和砂层变化现象,发现砂层呈现出中间向上凸起的弧状分布,说明贯入产生挤土效应,其造成的土体位移和膨胀也是土塞产生的原因。同时模拟得到贯入过程中的超孔隙水压力等势线分布变化情况和锚内砂层水力梯度的变化情况,证实了砂土中吸力贯入的“安全机制”。最后将数值所得的锚外负压比变化与Houlsby和Byrne理论模型计算结果进行对比,得到锚内土体渗透系数随沉贯的变化规律。通过本研究验证,采用离散元法结合计算流体动力学理论有效地模拟和捕捉吸力锚沉贯过程中的细观土水相互作用、宏观土体变形及渗流场分布等现象,该方法可作为吸力锚沉贯特性研究的一种有效手段。 展开更多
关键词 cfd-dem耦合方法 吸力锚 土塞 负压沉贯
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颗粒离散相模型的改进及其在滑坡涌浪数值模拟应用验证
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作者 郝悦彤 肖鸿 《人民珠江》 2024年第7期111-117,共7页
滑坡涌浪链生灾害的演化过程涉及滑坡体-河流之间复杂的相互作用,流固耦合方法在颗粒尺度下的应用正日益凸显。为了深入研究这一问题,研究采用颗粒尺度的CFD(Computational Fluid Dynamics)-DEM(Discrete Element Method)流固耦合方法... 滑坡涌浪链生灾害的演化过程涉及滑坡体-河流之间复杂的相互作用,流固耦合方法在颗粒尺度下的应用正日益凸显。为了深入研究这一问题,研究采用颗粒尺度的CFD(Computational Fluid Dynamics)-DEM(Discrete Element Method)流固耦合方法。通过编写UDF,以改进计算流体力学软件FLUENT中离散相模型只能进行动量交换而无法考虑排水效应的缺点。这不仅改善了滑坡体与流体间的体积置换问题,而且克服了网格颗粒临界尺寸比的限制。在颗粒堆积体坍塌-涌浪试验模拟中,数值模拟计算得到的最大涌浪高度为8.67 cm,与物理试验结果较为一致,证明了改进后的CFD-DEM流固耦合模型能有效还原颗粒运动状态及涌浪的波动变化,能够满足滑坡涌浪过程模拟中滑坡体粗颗粒材料建模和高分辨率真实地形网格的需求。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 流固耦合 cfd-dem耦合方法 数值模拟
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基于CFD-DEM算法的气力输送气固两相流特性分析 被引量:1
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作者 禹言芳 石博文 +2 位作者 孟辉波 丁鹏程 姚云娟 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1133-1144,共12页
超轻粉体颗粒由于质量较小,在运输过程中易受气流扰动而飘散,物料的管道气力输送过程不稳定,易发生堵塞。为了研究超轻粉体颗粒在旋流气力输送中气固两相流流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM),对Komax型静态混合器内气固... 超轻粉体颗粒由于质量较小,在运输过程中易受气流扰动而飘散,物料的管道气力输送过程不稳定,易发生堵塞。为了研究超轻粉体颗粒在旋流气力输送中气固两相流流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM),对Komax型静态混合器内气固两相流动特性进行数值模拟研究。研究发现,带有Komax型元件的水平管道可以改变颗粒的流动情况,改善了水平管道内颗粒堆积和分布不均匀的现象;分别从颗粒相和流体相的流动状态分析得到元件长径比Ar=3时为最优几何结构;通过正交实验极差分析得到影响气固两相流动特性的因素顺序:输送气速>颗粒质量流量>颗粒粒径。当元件Ar=3时,颗粒-颗粒和颗粒-管壁的碰撞次数与碰撞强度呈现负相关,结合出口颗粒流分散状态,优选输送气速为3~4m/s;主要考虑输送气速对管内压降的影响,提出了带有Komax型元件的水平管道气力运输过程中压降与输送气速和轴向位置的经验拟合式。 展开更多
关键词 静态混合器 多相流 稀相旋流气力输送 颗粒流 cfd-dem耦合法 流动特性
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基于CFD-DEM方法的饱和砂土场地液化模拟研究
4
作者 许文昊 王志华 +3 位作者 申志福 高洪梅 刘殷强 张鑫磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2492-2501,2514,共11页
砂土液化是常见的地震灾害,目前应用于研究砂土液化动力特性的室内试验以及模型试验还不能全面反映土体液化全过程。计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散元法(discrete element method,DEM)耦合模拟方法能够准确地... 砂土液化是常见的地震灾害,目前应用于研究砂土液化动力特性的室内试验以及模型试验还不能全面反映土体液化全过程。计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散元法(discrete element method,DEM)耦合模拟方法能够准确地模拟各类水土耦合问题。通过二次开发的CFD-DEM流固耦合模块实现离散元软件PFC3D与计算流体力学软件OpenFOAM之间的力学信息交互,利用颗粒水下自由沉降验证该方法的可行性。利用PFC3D软件模拟室内循环三轴试验标定出具有真实饱和砂土动力特性的数值砂样。根据已有的参数信息以及耦合模拟方法建立了饱和砂土的场地液化模型。模拟结果表明,离散元法能够复现室内砂土液化试验,标定参数可应用于场地液化模拟;单颗粒沉降速度与理论解一致验证了CFD-DEM耦合方法的准确性;峰值加速度0.25g下不同深度处土体均会发生液化,液化时超孔压比无法达到1,超孔压累计值由浅层往深层递增;液化后土体强度自下而上逐渐恢复,再固结的场地土体结构呈现均匀化发展趋势。 展开更多
关键词 砂土液化 cfd-dem耦合方法 颗粒自由沉降 场地液化模拟
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混凝土搅拌筒CFD-DEM多相流数值模拟与分析
5
作者 陈涛 杨瀚博 +3 位作者 杨军伟 吕东 陈泽华 魏全明 《科技资讯》 2024年第16期163-167,共5页
为研究混凝土运输车搅拌筒内的混凝土与骨料颗粒的真实运动情况,采用CFD-DEM耦合的方法,考虑混凝土的非牛顿流体特性及骨料颗粒间的相互作用,对混凝土进料、搅拌、出料过程的混凝土及颗粒运动规律进行数值模拟。通过将出料时间和出料速... 为研究混凝土运输车搅拌筒内的混凝土与骨料颗粒的真实运动情况,采用CFD-DEM耦合的方法,考虑混凝土的非牛顿流体特性及骨料颗粒间的相互作用,对混凝土进料、搅拌、出料过程的混凝土及颗粒运动规律进行数值模拟。通过将出料时间和出料速率数值仿真结果与实验对比,验证了CFD-DEM耦合方法的可行性。将计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和离散元(Discrete Element Method,DEM)仿真结果导入ABAQUS中对叶片结构强度进行了分析,结果表明:叶片所受应力远小于材料的许用应力,最大节点位移满足刚度设计要求。最后对叶片的磨损情况进行了分析。 展开更多
关键词 混凝土 搅拌运输 cfd-dem耦合方法 结构强度 流动特性
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Research on the cuttings discharge in air cushion chamber of slurry shield based on CFD-DEM coupling method Author links open overlay panel
6
作者 Han Wang Wantao Ding +3 位作者 Weimin Yang Chengzhen Wang Wenduan Yu Zhicheng Wang 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第8期88-105,共18页
The rapid discharge of cuttings from the air cushion chamber is crucial for the construction safety and excavation efficiency of the slurry shield.Previous studies have mainly focused on the transport characteristics ... The rapid discharge of cuttings from the air cushion chamber is crucial for the construction safety and excavation efficiency of the slurry shield.Previous studies have mainly focused on the transport characteristics of cuttings in the slurry discharge pipe,while the complete process of cuttings entering the slurry discharge pipe from the air cushion chamber until they are discharged was often overlooked.Based on the CFD-DEM coupling method and combined with actual engineering,this paper established a numerical model that can more completely reflect the cuttings discharge process during slurry shield tunneling,and the effects of the slurry velocity at slurry gate and scouring pipes,inclination angle of slurry discharge pipe,cuttings diameter and shape coefficient were investigated by analyzing the variation in the mass flow rate,mass of discharged cuttings,and discharged ratio.The results revealed that increasing the slurry velocity can promote the discharge of cuttings.To keep the discharged rate at a high level,it is recommended that the slurry velocity at the slurry gate should be greater than 0.15 m/s.Reducing the inclination angle of the discharge pipe is conducive to the rapid discharge of cuttings.Cuttings with large diameter or small shape coefficient are more prone to accumulate in the air cushion chamber and cause clogging risk.The research results not only help to improve engineers'understanding of cuttings discharge in slurry shield,but also provide practical guidance for formulating relevant construction measures. 展开更多
关键词 Slurry shield cfd-dem coupling method Cuttings discharge Aircushion chamber Slurry discharge pipe
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基于CFD-DEM耦合方法的压裂液混配器仿真研究 被引量:1
7
作者 刘光明 《科技创新与应用》 2023年第13期51-54,共4页
为研制一种新型的压裂液混配设备,迫切需要对混配设备的关键核心部件混配器进行优化和改进。利用HPC集群平台上的Altair EDEMTM设计一种基于EDEM-CFD耦合方法的新型混配器,采用EDEM-CAE技术对液固两相流散体物料模拟实验,分析求解固液... 为研制一种新型的压裂液混配设备,迫切需要对混配设备的关键核心部件混配器进行优化和改进。利用HPC集群平台上的Altair EDEMTM设计一种基于EDEM-CFD耦合方法的新型混配器,采用EDEM-CAE技术对液固两相流散体物料模拟实验,分析求解固液两相流的来源和流动方向,对管道和砂泵产生腐蚀和磨损程度,找到混配器的优化方法。结合仿真分析和实际实验结果,该混配器性能指标得到很大的提高,为改善整车性能和和改进压裂液混合设备控制系统提供重要参数。 展开更多
关键词 cfd-dem耦合方法 液固两相流 仿真研究 混配器 结构设计
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基于CFD与DEM耦合方法的河床变形数值模拟 被引量:4
8
作者 雷明 赵涛 +1 位作者 周家文 王协康 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期75-80,共6页
我国西南山区极易发生滑坡、泥石流等地质灾害,从而导致大量泥沙进入河道,河床发生冲淤变形,使原有的水沙运动状态发生改变。通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)与离散元(Discrete Element Method,DEM)耦合的方法... 我国西南山区极易发生滑坡、泥石流等地质灾害,从而导致大量泥沙进入河道,河床发生冲淤变形,使原有的水沙运动状态发生改变。通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)与离散元(Discrete Element Method,DEM)耦合的方法对水沙变化条件下典型山区河道内的三维水沙运动及河床冲淤变形过程进行了数值模拟,并将三维数值模拟结果与实验结果进行了比对。计算结果表明:上游强输沙水流进入变比降河道后,河道内会发生溯源淤积,且流量越小、加沙强度越大,泥沙溯源淤积发展的速度越快;淤积锋面到达处的水位会迅速升高,随着淤积前锋的继续发展,该位置处的水位会趋于稳定;泥沙大量淤积后,会导致河床比降减小,洪水水位增加,严重威胁河道防洪安全。 展开更多
关键词 山区河流 推移质输移 河床变形 cfd-dem耦合模型
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平板-碎冰-水耦合作用下的碎冰运动机理研究
9
作者 徐雪松 李鸿远 +2 位作者 吴嘉蒙 徐莹 倪宝玉 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期95-103,共9页
为了模拟碎冰对工程结构物作用的典型场景,选择平板作为研究对象,采用欧拉多相流和离散元模型(CFD-DEM耦合方法),计算不同倾角和速度的平板在不同密集度碎冰中运动时的阻力,对碎冰的运动特性进行分析。提出了堆积、滑移、翻转和跟随这4... 为了模拟碎冰对工程结构物作用的典型场景,选择平板作为研究对象,采用欧拉多相流和离散元模型(CFD-DEM耦合方法),计算不同倾角和速度的平板在不同密集度碎冰中运动时的阻力,对碎冰的运动特性进行分析。提出了堆积、滑移、翻转和跟随这4种碎冰运动模式,并观察了碎冰“力链”现象,得到平板阻力和碎冰运动模式受平板倾角和碎冰密集度的影响规律。在碎冰高密集度和平板大倾角情况下,阻力会急剧增加。研究成果可为碎冰区域大型结构物设计提供参考。 展开更多
关键词 平板结构 碎冰 cfd-dem耦合方法 冰阻力 运动机理
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船舶浮冰区回转运动一体化数值分析
10
作者 谢畅 周利 +1 位作者 丁仕风 刘仁伟 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期13-23,共11页
针对极地船舶浮冰区纯自航回转性能,以体积力代替螺旋桨,考虑船体、浮冰、流体、螺旋桨和舵等因素,采用计算流体力学(CFD)和离散元方法(DEM)进行浮冰区极地船冰载荷和回转运动性能求解,开展无冰水域、不同密集度浮冰水域的双桨双舵极地... 针对极地船舶浮冰区纯自航回转性能,以体积力代替螺旋桨,考虑船体、浮冰、流体、螺旋桨和舵等因素,采用计算流体力学(CFD)和离散元方法(DEM)进行浮冰区极地船冰载荷和回转运动性能求解,开展无冰水域、不同密集度浮冰水域的双桨双舵极地船的回转运动数值模拟,分析极地船冰载荷和运动特性。极地船在55%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.60倍,在75%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.88倍。极地船与浮冰碰撞是随机的,船体在回转过程中所承受的载荷及运动特性具有随机性。 展开更多
关键词 cfd-dem耦合方法 回转运动 浮冰区 极地船舶 体积力 密集度
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Dynamics of loose granular flow and its subsequent deposition in a narrow mountainous river 被引量:3
11
作者 LEI Ming XU Ze-xing +1 位作者 ZHAO Tao WANG Xie-kang 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2019年第6期1367-1380,共14页
A large amount of loose debris materials were deposited on the slope of mountainous areas after the 2008 Ms 8.0 Wenchuan earthquake. During and after the earthquake, these loose debris deposits collapsed and slide int... A large amount of loose debris materials were deposited on the slope of mountainous areas after the 2008 Ms 8.0 Wenchuan earthquake. During and after the earthquake, these loose debris deposits collapsed and slide into valleys or rivers, changing river sediment supply condition and channel morphology. To investigate the mechanisms of granular flow and deposition, the dynamics of slope failure and sediment transportation in typical mountainous rivers of different intersection angles were analyzed with a coupling model of Computational Fluid Dynamics and Discrete Element Method(CFD-DEM). The numerical results show that the change of intersection angle between the granular flow flume and the river channel can affect the deposit geometry and the fluid flow field significantly. As the intersection angle increases, the granular velocity perpendicular to the river channel increases, while the granular velocity parallel to the river channel decreases gradually. Compared to the test of dry granular flow, the CFD-DEM coupling tests show much higher granular velocity and larger volume of sediments entrained in the river. Due to the river flow, particles located at the edge of the deposition will move downstream gradually and the main section of sediments deposition moves from the center to the edge of the river channel. As a result, sediment supply in the downstream river will distribute unevenly. Under the erosion of fluid flow, the proportion of fine particles increases, while the proportion of coarse particles decreases gradually in the sediment deposition. The build-up of accumulated sediment mass will cause a significant increase in water level in the river channel, thus creating serious flooding hazard in mountainous rivers. 展开更多
关键词 LOOSE DEBRIS materials SEDIMENT supply cfd-dem coupling method NUMERICAL simulations
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多粒径高炉渣在移动床内余热回收的数值模拟 被引量:3
12
作者 邱琳 李艳丽 +1 位作者 冯妍卉 张欣欣 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2407-2414,共8页
本文采用CFD-DEM耦合法(Computational Fluid Dynamics and Discrete Element Method)对三维移动床中多粒径高炉渣颗粒的余热回收过程进行了数值模拟与分析。研究了三种不同粒径分布系统:均一粒径系统,二元混合粒径系统和正态分布粒径... 本文采用CFD-DEM耦合法(Computational Fluid Dynamics and Discrete Element Method)对三维移动床中多粒径高炉渣颗粒的余热回收过程进行了数值模拟与分析。研究了三种不同粒径分布系统:均一粒径系统,二元混合粒径系统和正态分布粒径系统的气-固换热特性。通过应用程序编程接口Api控制高炉渣颗粒的质量流率,使得移动床内颗粒流动达到动态平衡。进一步分析了颗粒相和流体相的温度场、对流和辐射换热率、颗粒和气体的出口温度以及移动床的余热回收率,获得了不同粒径分布颗粒系统的气固换热规律。研究发现:在相同工况下,二元混合粒径系统的颗粒出口温度最低,气体出口温度最高,换热效果最好,余热回收率相较于其余两种粒径系统也最高。 展开更多
关键词 cfd-dem耦合法 多粒径分布高炉渣 移动床 余热回收率
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基于CFD-DEM耦合法的调质器传质过程建模与仿真 被引量:2
13
作者 李恒 李辉 +2 位作者 吴德胜 王红英 边远 《饲料工业》 北大核心 2016年第17期5-9,共5页
调质是饲料制粒或膨化重要的前处理部分。为了在调质器的设计过程中能够更好地预知主要结构参数对调质效果的影响,采用CFD-DEM偶合法模拟调质器的实际工作过程。文中采用中机华丰科技有限公司生产的C400调质器为原型,构建仿真模型模拟... 调质是饲料制粒或膨化重要的前处理部分。为了在调质器的设计过程中能够更好地预知主要结构参数对调质效果的影响,采用CFD-DEM偶合法模拟调质器的实际工作过程。文中采用中机华丰科技有限公司生产的C400调质器为原型,构建仿真模型模拟其传质过程,发现调质过程中物料对蒸汽的阻碍,物料成团性可以被模拟,仿真所得的调制时间为实际时间的75%。结果表明,该法能够模拟调质腔内流场分布、调质时间、叶片安装方式对物料的输送作用等。 展开更多
关键词 调质器 cfd-dem偶合法 仿真 设计
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基于CFD-DEM的水下切粒装置水室内颗粒流动过程数值模拟
14
作者 张庆弢 毕超 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期87-91,共5页
基于CFD-DEM耦合方法,研究了颗粒在水室内的流动状态,分析了不同刀盘转速、粒子水通入量和水室出口角度对造粒过程的影响,发现提高刀盘转速、增加粒子水通入量和水室出口倾斜一定的角度都有利于水室内颗粒的排出。进一步研究了颗粒与碎... 基于CFD-DEM耦合方法,研究了颗粒在水室内的流动状态,分析了不同刀盘转速、粒子水通入量和水室出口角度对造粒过程的影响,发现提高刀盘转速、增加粒子水通入量和水室出口倾斜一定的角度都有利于水室内颗粒的排出。进一步研究了颗粒与碎屑在水室内的流动,发现在水室出口处二者的流动基本呈现出一定的分离角度。 展开更多
关键词 水下切粒 cfd-dem耦合方法 水室 数值模拟 颗粒流动
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立式上行管内液固两相流中椭球形颗粒分布和运动特性
15
作者 彭德其 王依然 +3 位作者 侯家鑫 俞天兰 吴淑英 王志平 《中国粉体技术》 CAS CSCD 2021年第5期94-104,共11页
为了进一步阐述列管式换热器中椭球形颗粒液固两相流流动机理,基于CFD-DEM耦合方法,模拟分析立式上行换热管内椭球形颗粒长径比β、颗粒体积分数α对颗粒分布和运动特性影响;分析液固两相稳定运动后的相对速度,采用滑移系数对颗粒跟随... 为了进一步阐述列管式换热器中椭球形颗粒液固两相流流动机理,基于CFD-DEM耦合方法,模拟分析立式上行换热管内椭球形颗粒长径比β、颗粒体积分数α对颗粒分布和运动特性影响;分析液固两相稳定运动后的相对速度,采用滑移系数对颗粒跟随性演变规律进行量化。结果表明:动态稳定周期内,横截面上颗粒径向分布在任意时刻均相似,且颗粒随流体自下向上运动过程中,颗粒在径向方向上逐渐集中到近壁区域,管中心区域颗粒相对体积分数较小;椭球形颗粒滑移系数均大于球形颗粒的,当β=1.5时,椭球形颗粒滑移系数最大。 展开更多
关键词 液固两相流 椭球形颗粒 分布特性 运动特性 cfd-dem耦合方法 滑移系数
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CFD-DEM simulation of the hole cleaning process in a deviated well drilling: The effects of particle shape 被引量:9
16
作者 Siamak Akhshik Mehdi Behzad Majid Rajabi 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第2期72-82,共11页
We investigate the effect of particle shape on the transportation mechanism in well-drilling using a three-dimensional model that couples computational fluid dynamics (CFD) with the discrete element method (DEM). ... We investigate the effect of particle shape on the transportation mechanism in well-drilling using a three-dimensional model that couples computational fluid dynamics (CFD) with the discrete element method (DEM). This numerical method allows us to incorporate the fluid-particle interactions (drag force, contact force, Saffman lift force, Magnus lift force, buoyancy force) using momentum exchange and the non-Newtonian behavior of the fluid. The interactions of particle-particle, particle-wall, and particle-drill pipe are taken into account with the Hertz-Mindlin model. We compare the transport of spheres with non-spherical particles (non-smooth sphere, disc, and cubic) constructed via the multi- sphere method for a range of fluid inlet velocities and drill pipe inclination angles. The simulations are carried out for laboratory-scale drilling configurations. Our results demonstrate good agreement with published experimental data. We evaluate the fluid-particle flow patterns, the particle velocities, and the particle concentration profiles. The results reveal that particle sphericity plays a major role in the fluid-solid interaction. The traditional assumption of an ideal spherical particle may cause inaccurate results. 展开更多
关键词 cfd-dem method Deviated well drilling Particles transport Two-way coupling scheme Particle-fluid Interaction
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立式螺旋搅拌磨机磨矿介质动力学研究
17
作者 李洋波 何建成 +2 位作者 王芏卜 张明 祝启恒 《中国矿业》 北大核心 2024年第9期212-220,共9页
针对传统单相模拟法在模拟立式螺旋搅拌磨机(以下简称“立磨机”)过程中的局限性,如可视化反映特征少、未考虑流体对介质的作用导致仿真精度低等问题。采用一种基于CFD-DEM固液耦合仿真的新方法,用于模拟立磨机湿磨的磨矿过程,该方法能... 针对传统单相模拟法在模拟立式螺旋搅拌磨机(以下简称“立磨机”)过程中的局限性,如可视化反映特征少、未考虑流体对介质的作用导致仿真精度低等问题。采用一种基于CFD-DEM固液耦合仿真的新方法,用于模拟立磨机湿磨的磨矿过程,该方法能有效提高湿磨仿真的精度。首先建立立磨机的三维模型,以及完成参数标定的流体与介质颗粒,而后利用固液耦合仿真新方法对湿磨条件下磨筒内介质球的运动进行可视化仿真分析。结合室内试验,以主轴扭矩作为仿真精度的评价指标,并定义了一种区域介质球运动速度算法,描述了磨筒内介质球的运动规律,最后对比分析了磨矿过程中介质的法向作用力与切向作用力。研究结果表明:耦合模拟法仿真的轴向扭矩值与试验扭矩值的平均相对误差为6.98%;结果显示,介质运动的平均速度最大值和最小值分别为0.1646m/s与0.0112m/s,且速度梯度较大的位置位于螺旋搅拌叶片周围区域;介质接触时法向力是切向力的5倍。由此可知,耦合模拟法相比传统单相模拟法能有效提高仿真精度。螺旋搅拌叶片周围区域因速度梯度大,是矿物能被有效研磨的前提,研磨物质主要受到介质的挤压破碎作用。 展开更多
关键词 立式螺旋搅拌磨机 cfd-dem耦合模拟法 可视化仿真 磨矿介质 动力学分析
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采用新磨损模型耦合方法研究饲草揉碎机磨损规律
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作者 周强 翟之平 +1 位作者 张宝元 兰月政 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期177-184,共8页
饲草揉碎机工作过程中锤片极易磨损,锤片钝化不仅影响饲草加工质量、降低生产效率,且转子上锤片的不均匀磨损还会使其质心偏移,进而产生不平衡振动与辐射噪声。为了探究饲草揉碎机转子锤片的磨损规律,本文采用CFD-DEM与Archard磨损模型... 饲草揉碎机工作过程中锤片极易磨损,锤片钝化不仅影响饲草加工质量、降低生产效率,且转子上锤片的不均匀磨损还会使其质心偏移,进而产生不平衡振动与辐射噪声。为了探究饲草揉碎机转子锤片的磨损规律,本文采用CFD-DEM与Archard磨损模型耦合方法研究转子锤片的磨损规律,采用正交试验法与偏最小二乘法研究饲草揉碎机结构参数与工作参数对转子磨损影响规律基础上,建立锤片最大磨损量与转子质心偏移量数学模型。研究表明:揉碎机转子的磨损部位主要集中在锤片和抛送叶片上,锤片磨损最为明显。同一锤架板上3个锤片磨损量数值模拟结果与参考文献实测的磨损量相对误差分别为1.09%、2.50%和3.54%,说明基于Archard模型所建立的锤片磨损仿真模型是准确的。影响转子最大磨损量的主次因素顺序分别为物料喂入量、转子转速与锤片数,锤片的排列方式对转子最大磨损量的影响不大。对转子质心偏移量影响程度中物料喂入量占比48.66%,锤片数占比33.94%,转子转速占比17.40%。该研究可为饲草揉碎机锤片磨损规律与减轻锤片磨损研究提供参考与基础。 展开更多
关键词 饲草揉碎机 cfd-dem-Archard耦合方法 磨损规律仿真 最大磨损量 质心偏移量
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重载铁路隧道隧底围岩劣化的CFD-DEM模拟研究 被引量:2
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作者 王明年 江勇涛 +2 位作者 于丽 张艺腾 汪主洪 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2020年第7期63-68,105,共7页
研究目的:重载铁路隧道隧底结构较普通铁路受到更大的动力作用,列车动载-地下水耦合作用下隧底软弱围岩将发生劣化,甚至形成脱空,引发基地下沉、翻浆冒泥等一系列隧底病害.本文采用CFD-DEM耦合分析方法研究列车动载-地下水耦合作用下重... 研究目的:重载铁路隧道隧底结构较普通铁路受到更大的动力作用,列车动载-地下水耦合作用下隧底软弱围岩将发生劣化,甚至形成脱空,引发基地下沉、翻浆冒泥等一系列隧底病害.本文采用CFD-DEM耦合分析方法研究列车动载-地下水耦合作用下重载铁路隧道隧底软弱砂性土围岩劣化及脱空规律,为重载铁路隧道设计、施工及病害治理提供参考.研究结论:(1)列车动载-地下水耦合作用下隧底附近围岩细颗粒向两侧迁移流失,仰拱-围岩接触面形成局部脱空;(2)列车动载-地下水耦合作用下仰拱-围岩接触压力逐渐减小,隧底结构受力劣化,轨线位置最为明显;(3)列车轴重和行驶速度的增加将加速隧底围岩脱空及劣化的发展;(4)本研究成果可用于优化重载铁路隧道隧底结构设计,减少隧底病害,提高隧道的耐久性. 展开更多
关键词 重载铁路 围岩脱空 围岩劣化 cfd-dem耦合分析方法 列车动载-地下水耦合作用
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