coarse-grained CFD-DEM方法在不同流态流化床中的模拟验证

传统CFD-DEM方法的计算量随着系统内颗粒数目的增加而显著增加，coarse-grained CFD-DEM（粗颗粒）方法将若干个真实颗粒打包成虚拟颗粒从而显著减小系统计算量。在coarse-grained CFD-DEM方法进行应用之前，对其进行广泛的验证是有必要的。采用coarse-grained CFD-DEM方法模拟得到不同流态流化床的气固流动特征（固含率、压降、颗粒速度等），与传统CFD-DEM和实验测量吻合较好。另外，系统的计算效率随着粗颗粒放大系数的增加显著提升。研究表明，粗颗粒方法能够以较小的计算精度损失而使计算速度大幅提升，能够适用于大尺度稠密气固流动系统的模拟。     

双流化床生物质气化的三维全循环数值模拟

基于多相质点网格方法 (multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)对工业尺度的双流化床生物质气化过程进行了三维全循环数值模拟。其中,在拉格朗日框架下求解颗粒团运动,采用大涡模拟法(large-eddy simulation, LES)求解气相湍流,同时考虑复杂的气固耦合以及生物质的热解、气化、均相/异相反应。首先,通过独立性检验确定了计算所需的最佳网格数与计算颗粒数,且模拟结果和实验结果对比良好。其次,揭示了流化床内生物质气化过程中的气固流动特性及气体组分分布规律,研究了床内温度、生物质粒径、曳力模型等因素对产物气体组分分布的影响。结果表明:温度升高,出口处的CO摩尔分数增加,而其余组分都减小;较小生物质粒径的气化效果要优于较大的生物质颗粒粒径;曳力模型对各产物气体组分的摩尔分数几乎无影响。     

coarse-grained CFD-DEM方法在不同流态流化床中的模拟验证

传统CFD-DEM方法的计算量随着系统内颗粒数目的增加而显著增加,coarse-grained CFD-DEM(粗颗粒)方法将若干个真实颗粒打包成虚拟颗粒从而显著减小系统计算量。在coarse-grained CFD-DEM方法进行应用之前,对其进行广泛的验证是有必要的。采用coarse-grained CFD-DEM方法模拟得到不同流态流化床的气固流动特征(固含率、压降、颗粒速度等),与传统CFD-DEM和实验测量吻合较好。另外,系统的计算效率随着粗颗粒放大系数的增加显著提升。研究表明,粗颗粒方法能够以较小的计算精度损失而使计算速度大幅提升,能够适用于大尺度稠密气固流动系统的模拟。