流态化系统连续介质模型的虚拟粒子离散方法：循环床模拟与验证

项目名称： 流态化系统连续介质模型的虚拟粒子离散方法：循环床模拟与验证

项目编号： No.21176240

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 化学工业

项目作者： 王维

作者单位： 中国科学院过程工程研究所

项目金额： 60万元

中文摘要： 循环流化床的放大和优化一直是极具挑战性的难题。其突破的关键在于认知和调控多尺度结构及其耦合影响的能力，而计算流体力学（CFD）则是把握这种能力的重要手段。目前主流的CFD有两大类，分别对应着连续介质模型和离散粒子化模型。本研究力图结合离散粒子化模型（其无网格算法适于并行计算）和连续介质模型（适于大尺度描述）的优点：一方面，采用针对大量颗粒统计行为的双流体模型架构，并引入EMMS多尺度模型修正，提高其计算准确度；另一方面，在算法上将双流体进行SPH（光滑粒子动力学）的"虚拟粒子化"（虚拟粒子个数远少于真实颗粒数），以减少计算量，并借助GPU实现高效并行计算，大大提高模拟揭示流化系统中多尺度结构动态演化行为的能力。经过实验数据的验证，该方法可望实现循环床工业装置的快速、准确模拟，为解决其放大和优化难题打下坚实基础。

中文关键词： 离散化方法；多尺度；连续介质模型；流态化；计算流体力学

英文摘要：

英文关键词： iscrete particle-based methods；multi-scale；continuum based methods；fluidization；computational fluid dynamics