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颗粒沉降问题的耦合SPH-DEM数值模拟研究
| 题名： | 颗粒沉降问题的耦合SPH-DEM数值模拟研究 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 孙佳昭 邹丽 孙哲 马鑫宇 胡英杰 |
| 作者单位： | 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶工程学院,辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶工程学院,辽宁大连116024;高技术船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240 |
| 关键词： | 深海采矿 输送管道 颗粒沉降 流固耦合 数值模拟 光滑粒子流体动力学 离散元方法 |
| 摘要： | 随着深海采矿技术不断发展,矿物输送管道内固液两相流动的研究逐渐成为热点,其内部复杂流固耦合机理仍然是挑战性的问题.基于高性能的开源软件平台DualSPHysics建立了一种纯拉格朗日方法的二维SPH(光滑粒子流体动力学)DEM(离散元方法)耦合数值模型,其中SPH用于离散流体,DEM用于模拟颗粒的运动和碰撞.首先,模拟了两个典型的流固耦合算例,单颗粒在水中沉降和两颗粒沉降的DKT(拖曳、接触和翻转)现象,并与已有的研究结果进行对比,系统的证明了本模型对于模拟流体-颗粒之间的相互作用具有较好的准确性和稳定性.之后,进行了多颗粒沉降的数值模拟,分析了沉降过程中颗粒运动规律以及流场特征,可以清楚地看到瑞利-泰勒不稳定性的发展过程以及颗粒被涡流捕捉后的加速运动;数值结果与已有研究结果吻合较好,充分证明了本模型在处理稠密颗粒两相流问题的适用性.以上研究结果表明,建立的耦合模型可以很好地处理颗粒-颗粒和颗粒-流体之间的相互作用,为深入研究深海采矿输送管道内的流固耦合机理提供了一种有效的数值手段. |
| 会议日期： | 202209 |
| 会议举办地点： | 广东湛江 |
| 会议名称： | 第二十届中国海洋(岸)工程学术讨论会 |
| 出版日期： | 2022-08-31 |
| 母体文献： | 第二十届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集 |
| 分类号： | TD807 |
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