基于离散单元法的流固两相流仿真与设计

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本文从多相流研究的概念出发,对两相流研究的各种模型进行了分析、讨论和归纳,明确了各自优缺点和存在的问题。通过引入在岩土力学中广泛应用的离散单元法,将其拓展到三维流体-固体两相流的数值模拟中,提出一种颗粒群轨道柔性模型。即用两相耦合的Navier-Stokes方程表达流体连续相;同时运用离散单元法表达颗粒离散相之间的相互作用,每个颗粒的运动均服从牛顿第二运动定律,其所受外力分解为气体对颗粒的作用力和颗粒与颗粒的碰撞力。其中颗粒与颗粒的碰撞采用离散单元法进行柔性化建模,以适用于多个可变形的弹性体之间的柔性碰撞解析。同时考虑颗粒和流体的双向耦合作用,从而实现对三维流固两相流问题的真实描述。
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