项目名称: 介观尺度下热对流对颗粒两相流动影响的eDPD研究

项目编号: No.51476150

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 能源与动力工程

项目作者: 刘汉涛

作者单位: 中北大学

项目金额: 78万元

中文摘要: 有热对流影响的介观尺度颗粒两相流动涉及复杂的动力学特性。基于连续力学的网格方法,通常很难捕捉边界滑移、热扰动等的影响,也未必适用于含多尺度特性的各种问题,而分子动力学时间及空间尺度通常局限于纳秒和纳米级。本项目拟建立用以模拟介观尺度下有热对流影响的颗粒两相流动的能量守恒耗散粒子动力学(eDPD)方法和相关理论体系。为此在固液界面模型、eDPD动力学参数、eDPD参数与物理参数映射、eDPD数学模型等几个方面进行研究,填补以往对此类问题研究的不足。通过粒子图像测速(PIV)实验、直接数值模拟(TDNS)对方法检验和验证。在此基础上,揭示微通道内该复杂多相流流场的结构特征和其流动、传热的物理规律,总结一些重要的无量纲特征数与流场特征变化之间的规律,从中得到新的信息并从理论上进行阐述。本项目拟为微尺度传热机理研究、微流体器件开发等生化工程和微纳米科技中的传热问题提供详细的介观尺度数值模拟信息。

中文关键词: 能量守恒耗散粒子动力学;两相流;介观尺度;热对流;流固界面

英文摘要: Multiphase flows in meso-scale channels with thermal convection involve complicated dynamic behaviors. Grid-based numerical methods within the frame of continuum mechanics are usually difficult to capture inherent flow physics such as boundary slip and thermal disturbance. They also may be not valid to problems with multiple scale physics. In contrast, molecular dynamics (MD) is practical only on extremely small time scales (nanoseconds) and length scales (nanometers) even if the most advanced high-performance computers are used. The purpose of this project is to simulate the fluid-solid systems with the effect of thermal convection at mesoscopic scale utilizing dissipative particle dynamics with energy conservation (eDPD). More specifically, four fundamental problems relating to eDPD will be investigated: the fluid-solid interface treatment algorithms, the dynamic behaviour of eDPD fluid, the mapping of eDPD units to physical units, the constitutive relation and boundary conditons. The obtained numerical results will be compared with experimental observations from particle-imaging velocimetry (PIV) and ture direct numerical simulation (TDNS). Based on the above procedure, the detailed mechanisms of fluid-solid system with the effect of thermal convection will be explored. Thereafter the relationship between the characteristic numbers and the flow field will be investigated. The proposal, by supplying with detailed mesoscopic eDPD simulation information, aims at understanding the fundamentals in terms of biochemical engineering, science and technology at mesoscale relating to convective heat transfer research and development of MEMS devices.

英文关键词: dissipative particle dynamics with energy conservation (eDPD);two-phase flow;mesoscale;thermal convection;fluid-solid interface

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

【博士论文】多视光场光线空间几何模型研究
专知会员服务
21+阅读 · 2021年12月6日
专知会员服务
41+阅读 · 2021年9月7日
【开放书】应用信号处理,498页pdf,Applied Signal Processing
专知会员服务
44+阅读 · 2021年6月15日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年2月17日
基于生理信号的情感计算研究综述
专知会员服务
61+阅读 · 2021年2月9日
注意力机制综述
专知会员服务
198+阅读 · 2021年1月26日
机器直觉
专知会员服务
26+阅读 · 2020年11月22日
【经典书】计算语言学:模型、资源的应用程序,198页pdf
专知会员服务
30+阅读 · 2020年11月19日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年11月13日
专知会员服务
132+阅读 · 2020年8月24日
「深度神经网络 FPGA 」最新2022研究综述
专知
3+阅读 · 2022年3月26日
靶向蛋白质降解的蛋白-蛋白相互作用预测
GenomicAI
4+阅读 · 2022年3月5日
可对药物分子进行表征的几何深度学习
机器之心
0+阅读 · 2022年2月6日
自动化所团队揭示多尺度动态编码,助力脉冲网络实现高效强化学习
中国科学院自动化研究所
0+阅读 · 2021年12月13日
卷积神经网络数学原理解析
极市平台
1+阅读 · 2021年11月19日
这一届科研计算人赶DDL红宝书
学术头条
0+阅读 · 2021年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
The Importance of Credo in Multiagent Learning
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Quantum Computing -- from NISQ to PISQ
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月15日
Self-Attention Graph Pooling
Arxiv
13+阅读 · 2019年6月13日
小贴士
相关VIP内容
【博士论文】多视光场光线空间几何模型研究
专知会员服务
21+阅读 · 2021年12月6日
专知会员服务
41+阅读 · 2021年9月7日
【开放书】应用信号处理,498页pdf,Applied Signal Processing
专知会员服务
44+阅读 · 2021年6月15日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年2月17日
基于生理信号的情感计算研究综述
专知会员服务
61+阅读 · 2021年2月9日
注意力机制综述
专知会员服务
198+阅读 · 2021年1月26日
机器直觉
专知会员服务
26+阅读 · 2020年11月22日
【经典书】计算语言学:模型、资源的应用程序,198页pdf
专知会员服务
30+阅读 · 2020年11月19日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年11月13日
专知会员服务
132+阅读 · 2020年8月24日
相关资讯
「深度神经网络 FPGA 」最新2022研究综述
专知
3+阅读 · 2022年3月26日
靶向蛋白质降解的蛋白-蛋白相互作用预测
GenomicAI
4+阅读 · 2022年3月5日
可对药物分子进行表征的几何深度学习
机器之心
0+阅读 · 2022年2月6日
自动化所团队揭示多尺度动态编码,助力脉冲网络实现高效强化学习
中国科学院自动化研究所
0+阅读 · 2021年12月13日
卷积神经网络数学原理解析
极市平台
1+阅读 · 2021年11月19日
这一届科研计算人赶DDL红宝书
学术头条
0+阅读 · 2021年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员