矩形噴動(dòng)床放大過(guò)程中氣固流場(chǎng)特性多維度效應(yīng)的數(shù)值研究.pdf

1、噴動(dòng)床內(nèi)部極有規(guī)律的氣固流動(dòng)特性，使得其在農(nóng)業(yè)、化工等很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。自上世紀(jì)五十年代起，噴動(dòng)床內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理的研究與探索一直是研究者們關(guān)注的熱點(diǎn)與核心問(wèn)題，從實(shí)驗(yàn)尺度到工業(yè)應(yīng)用尺度的放大更是困擾工程界和學(xué)術(shù)界的難點(diǎn)課題。由于噴動(dòng)床氣固流場(chǎng)受控因素的復(fù)雜性，以及受實(shí)驗(yàn)條件和測(cè)量手段的限制，使得探討和認(rèn)識(shí)其內(nèi)部流動(dòng)與放大的本質(zhì)機(jī)理變得異常艱難。隨著計(jì)算流體力學(xué)的出現(xiàn)、數(shù)值計(jì)算算法的逐步完善以及計(jì)算機(jī)硬件的不斷更新，使得數(shù)值模擬逐漸成

2、為了研究噴動(dòng)床的重要手段之一。
　　本文基于計(jì)算流體力學(xué)的方法，在歐拉-歐拉雙流體框架下結(jié)合顆粒動(dòng)理學(xué)理論對(duì)不同維度的矩形倒椎體噴動(dòng)床進(jìn)行數(shù)值研究。模擬中將氣-固兩相均當(dāng)做連續(xù)相處理，采用相同的質(zhì)量、動(dòng)量守恒方程。為了節(jié)約計(jì)算資源均采用軸（面）對(duì)稱網(wǎng)格進(jìn)行模擬。主要研究?jī)?nèi)容包括以下三部分:
　　第一部分:對(duì)Liu[28]等人準(zhǔn)二維噴動(dòng)床實(shí)驗(yàn)采用五種曳力模型和四種徑向分布函數(shù)模型進(jìn)行模擬，得到了不同工況下顆粒體積分?jǐn)?shù)云圖、顆粒

3、軸向速度軸向分布和徑向分布。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，探索出描述該體系中氣固兩相動(dòng)量交換的最佳曳力模型和描述顆粒徑向分布概率的徑向分布函數(shù)。
　　第二部分:采用第一部分的研究結(jié)果作為基礎(chǔ)的邊界條件，針對(duì)厚度為0mm（二維）、15mm（準(zhǔn)二維）和100mm（三維）三個(gè)維度的矩形噴動(dòng)床，通過(guò)顆粒壁面滑移系數(shù)和碰撞恢復(fù)系數(shù)作為模型參數(shù)，探討顆粒與壁面之間由于摩擦和碰撞而產(chǎn)生的動(dòng)量交換，探索碰撞和摩擦等微觀動(dòng)力學(xué)事件影響宏觀流場(chǎng)的規(guī)律。通過(guò)實(shí)