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基于VOF-DEM方法的纤维悬浮液沉积特性研究
1
作者 孙珊珊 朱立平 +1 位作者 陈晓燕 吴仁民 《玻璃纤维》 CAS 2023年第6期6-11,共6页
基于VOF-DEM方法,建立了纤维悬浮液气—液—固三相流动耦合模型,并采用小规模玻璃纤维浆液流动实验对模型进行了实验验证。在此基础上,采用该模型模拟研究了纤维毡材的成形过程,分析了沉降后纤维分布特性。研究结果表明:VOF-DEM方法能... 基于VOF-DEM方法,建立了纤维悬浮液气—液—固三相流动耦合模型,并采用小规模玻璃纤维浆液流动实验对模型进行了实验验证。在此基础上,采用该模型模拟研究了纤维毡材的成形过程,分析了沉降后纤维分布特性。研究结果表明:VOF-DEM方法能够较为准确地追踪纤维悬浮液的三相流动过程;初始空间分布均匀的纤维,由于脱水出口位于设备中部,经沉降后纤维厚度分布从中心向边缘呈逐渐下降的变化趋势,两者的最大差异达1倍以上。 展开更多
关键词 vof-dem 纤维悬浮液 气液固三相流 数值模拟
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基于半解析VOF-DEM的激光直接沉积多尺度过程模拟 被引量：2
2
作者 王泽坤 刘谋斌 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3228-3239,共12页
与传统铸造技术相比,基于金属粉末的增材制造技术因其生产周期短、可操作性强而在航空航天、生物医学等领域具有很好的优越性.尤其是激光直接沉积技术,因其自由度高,在复杂构件制造、部件修复中有着广泛的运用.但是该激光直接沉积过程... 与传统铸造技术相比,基于金属粉末的增材制造技术因其生产周期短、可操作性强而在航空航天、生物医学等领域具有很好的优越性.尤其是激光直接沉积技术,因其自由度高,在复杂构件制造、部件修复中有着广泛的运用.但是该激光直接沉积过程涉及多物理场、跨尺度、极端高温高压环境和相变问题,仅靠实验不能很好地研究其中的机理.已有数值模拟技术一般通过预设或者射入拉格朗日点作为颗粒输入,不能做到同时考虑环境气体、颗粒碰撞和相变过程.本文在近期发展的基于核函数近似背景流场的半解析CFD-DEM耦合方法中引入了流体体积分数法(VOF),发展了可以同时模拟含热、刚体颗粒、相变和自由液面及相变界面的半解析VOF-DEM(或半解析CFD-DEM-VOF)方法,从而首次实现了真实物理环境下激光直接沉积技术的数值模拟.其中,VOF中的气相为环境气体,液相为熔融和凝固的金属相,界面通过iso-Advector重构,DEM为未熔化的金属粉末,且流体网格可解析离散元颗粒形状.这一模拟框架可以有效复现颗粒之间的碰撞、粘结、熔化、融合,以及熔池熔道的形成,为激光直接沉积技术的数值模拟提供了开拓性的范式,并可以被应用到其他带相变的颗粒系统中. 展开更多
关键词 激光直接沉积技术 颗粒流动 半解析CFD-DEM耦合 数值模拟框架
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基于离散元法-体积法的螺旋溜槽多颗粒分选机理研究
3
作者 杨会强 郑永兴 +3 位作者 王仕博 于勇 卫云昊 郭强 《矿产保护与利用》 2026年第1期116-126,共11页
为更精确地研究重力分选过程中螺旋溜槽内颗粒参数、入口流速和距径比对多相流流动特性及颗粒分选的影响机理,采用离散元法-体积法(DEM-VOF)数值模拟方法进行了系统性研究。研究表明:在多物理场如重力、离心力、流体阻力等的共同作用下... 为更精确地研究重力分选过程中螺旋溜槽内颗粒参数、入口流速和距径比对多相流流动特性及颗粒分选的影响机理,采用离散元法-体积法(DEM-VOF)数值模拟方法进行了系统性研究。研究表明:在多物理场如重力、离心力、流体阻力等的共同作用下,高密度和大粒径颗粒由于重力较大,表现出较高的流动速度,同时其回转半径较小,因此更倾向于向螺旋溜槽的内侧区域流动。溜槽内的多相流在进入第三圈时流体速度、颗粒速度、颗粒流动轨迹趋于稳定。提高入口流速可增强流体对颗粒的推动力,减少颗粒间相互作用,从而提升分选效率。在颗粒直径为2 mm、距径比为0.4的条件下,入口流速从0.10 m/s增至0.20 m/s时,颗粒接触次数减少了95%以上。随着距径比增大,溜槽前三圈内颗粒的接触次数增加,而后两圈颗粒流带宽度减小、相对集中,有助于提升分离效率。因此,适当提高入口流速和距径比可有效提升复杂颗粒的分选效率。 展开更多
关键词 螺旋溜槽 颗粒 分选 DEM-VOF数值模拟
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旋转流场中颗粒群的运动特性 被引量：3
4
作者 陈云富 张程宾 陈永平 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期76-80,共5页
建立了颗粒群在部分充液旋转容器内水相中运动的非稳态理论模型并进行数值模拟,研究了旋转流场中颗粒群的运动特性.分析了旋转容器内流场、颗粒群演化、颗粒运行轨迹及液体黏度和颗粒密度对颗粒群在水相中分散性能的影响.通过将数值模... 建立了颗粒群在部分充液旋转容器内水相中运动的非稳态理论模型并进行数值模拟,研究了旋转流场中颗粒群的运动特性.分析了旋转容器内流场、颗粒群演化、颗粒运行轨迹及液体黏度和颗粒密度对颗粒群在水相中分散性能的影响.通过将数值模拟得到的流场中颗粒及速度分布与文献实验数据进行对比,验证了所建立理论模型的合理性.研究结果表明:在旋转容器内水相流场中存在涡流,颗粒群在旋转流场及涡流的作用下运动并逐渐分散至整个水相区域.随着液体黏度的增加,颗粒群在旋转容器内水相中分布更加均匀;颗粒密度的增加,导致颗粒分散驱动力下降,使得颗粒群聚集在水相的旋出侧附近. 展开更多
关键词 颗粒 vof-dem 旋转流场 分散
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液舱内气-液-固多相流晃荡运动数值模拟 被引量：1
5
作者 卢莉莉 朱仁庆 +3 位作者 方译彩 夏志平 窦朋 纪仁玮 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期21-30,共10页
应用多相流理论,建立了液舱内气-液-固多相流晃荡运动计算模型。其中气-液两相流体作为连续相,采用欧拉方法描述其运动,应用流体体积(VOF)法捕捉气-液交界面即自由液面运动;固体颗粒处理为离散相,由拉格朗日法描述其运动。应用计算流体... 应用多相流理论,建立了液舱内气-液-固多相流晃荡运动计算模型。其中气-液两相流体作为连续相,采用欧拉方法描述其运动,应用流体体积(VOF)法捕捉气-液交界面即自由液面运动;固体颗粒处理为离散相,由拉格朗日法描述其运动。应用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法,数值计算两相流体和固体颗粒的相互耦合运动。以气-水-冰颗粒多相流为例,借助STAR-CCM+软件平台,计算分析了舱内冰颗粒对液舱晃荡特性的影响。首先通过模拟经典案例单个球颗粒从空气落到水中的过程,验证了CFD-DEM方法的有效性。其次,对纯水液舱晃荡进行了数值模拟并与公开试验结果比较,验证了气-液两相流体晃荡数值方法可行性。然后通过对不同体积分数下气-水-冰颗粒多相流晃荡引起的舱壁压强及自由液面运动幅值的比较分析,研究了气-液-固多相流的晃荡特性。计算结果表明,随着冰颗粒体积分数的增加,液面波动幅值随之减小,说明浮动颗粒对液舱晃荡有明显的抑制作用。 展开更多
关键词 液舱晃荡 气-液-固多相流 VOF法 CFD-DEM耦合方法 数值模拟
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多桨机械搅拌固液耦合混沌强化数值模拟仿真研究
6
作者 韦乃团 王仕博 +3 位作者 李建福 王天杰 李宗伦 林琳 《云南化工》 CAS 2024年第12期58-63,共6页
通过在斜桨涡轮叶片上开孔,得到了改型叶轮。应用数值模拟计算对改型叶轮进行了过程可视化计算,并对流场结构、流体速度分布、固体悬浮度、局部固体分布、尾涡和湍流动能(TKE)进行了详细研究,结果表明:60°直叶桨叶端产生的径向流强... 通过在斜桨涡轮叶片上开孔,得到了改型叶轮。应用数值模拟计算对改型叶轮进行了过程可视化计算,并对流场结构、流体速度分布、固体悬浮度、局部固体分布、尾涡和湍流动能(TKE)进行了详细研究,结果表明:60°直叶桨叶端产生的径向流强,槽内速度分布较为充分,能够实现较好的物料混合效果,针对颗粒的离底悬浮方面,在不同倾角的斜叶桨中,60°叶轮在固体悬浮中表现更好,有最好的搅拌效果。 展开更多
关键词 搅拌 固液搅拌罐 DEM-VOF仿真 桨叶倾角
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