摘要
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加拿大不列颠哥伦比亚大学Sanja Miskovic课题组用全耦合CFD-DEM-VOF办法，剖
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加拿大不列颠哥伦比亚大学Sanja Miskovic课题组用全耦合CFD-DEM-VOF办法，剖析了大颗粒入水过程中的颗粒涣散和空腔构成。相关论文于2024年1月22日宣布在《颗粒学报》杂志上。
该文提出了一种彻底耦合的核算流体动力学-离散元法-流体体积(CFD-DEM-VOF)模型的开展和验证，以模仿具有自在外表的粒子负载活动的杂乱行为。流体和颗粒相之间的耦合是通过完成连续性、动量和输运方程来树立的。耦合颗粒力，如阻力、压力梯度、稠密虚拟质量、粘滞力和界面力也被集成，阻力和稠密虚拟质量力依赖于部分孔隙度。积分保存输运方程保证在粒子和水之间的相互作用相体积守恒。
此外，小组还完成了一种规划用于非结构化六面体网格的三线性插值办法。在数值模仿中，该办法已被证明可以很好地处理耦合效应，特别是在比较小的单元尺寸比的情况下。通过单粒子入水、粒子溃坝和粒子群入水三种不同的试验事例对模型进行了验证。为了研讨一组粒子的入水动力学，树立了试验设备，剖析了三个要害的活动特征:均匀粒子速度、空腔形状和粒子在水中的弥散云剖面的演化。
测验触及不同的场景，包含两种不同的水位(16.1和20.1厘米)和两种不同的颗粒密度(2650和4000 kg/m3)。试验数据收集选用高速视频丈量和粒子盯梢测速(PTV运用ImageJ/TrackMate)办法。依据成果得出，数值核算成果与理论猜测和试验数据符合杰出。
该研讨强调了涡旋在空腔构成和粒子弥散中的重要意义。通过验证的CFD-DEM-VOF模型是模仿含颗粒流体活动的最佳东西，有助于进一步探究颗粒与流体之间杂乱的相互作用。
Particuology：《颗粒学报》，创刊于2003年。隶属于爱思唯尔出书集团，最新IF：3.5
