高浓度颗粒流体两相流动相间非均匀作用及颗粒动理学研究

基本信息
批准号:51776058
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:刘国栋
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘冬梅,Xiaolong Yin,王帅,李丹,张清红,王琦,廖彭伟
关键词:
非均匀结构颗粒流体两相流动相间作用力颗粒动理学稳定性条件
结项摘要

In order to address the current problems of low heat and mass transfer rate, low dissipation rate etc. resulted from the heterogeneous flow structures in fluid-particle two-phase flow with high particle concentrations, aiming at the deep insight on the regularity of momentum and energy transfer between phases in high concentration particle and fluid flows, this project applies the Lattice-Boltzmann method into the investigation of temporal and spatial evolution of heterogeneous flow structure, statistically obtains information of particle positions, velocities and force endured etc. to determine the stability conditions. With the Kinetic Molecular Theory combining the characteristics of non-Gaussian particle velocity distribution in the heterogeneous flow structures, this project also establishes the kinetic theory of granular flow for the heterogeneous flow structures to study the mechanism of kinetic energy transfer between the particle and fluid phases. It also intends to establish an interphase interaction model by considering the heterogeneous distribution of particle positions and force on the particles to investigate the momentum transfer regularities between phases. Combined with Large Eddy Simulation of fluid phase and experiments, this project studies fluctuating characteristics of particles in fluidized beds, analyzes the effect of particle collision on particle motions, and reveals the momentum and energy transfer regularities on different levels of heterogeneous flow structures in high concentration particle-fluid flows, thus, lays theoretical foundations on the research and application of hydrodynamics, heat and mass transfer as well as chemical reactions of high concentration particle-fluid two-phase flows.

针对高浓度颗粒-流体两相流动过程中产生的非均匀结构导致两相间传热传质和扩散速率降低等问题,本项目以深入认识高浓度颗粒-流体相间动量和能量传递规律为目标,应用格子-Boltzmann方法研究高浓度颗粒-流体两相流动非均匀结构时空演化规律,统计获得非均匀流动结构内颗粒位置、速度和受力分布等信息,确定流动稳定性条件。应用分子运动理论,结合非均匀结构的颗粒速度分布非高斯性特性,建立非均匀结构的颗粒动理学模型,研究流体-颗粒间脉动能传递规律。结合非均匀结构的颗粒空间位置分布和颗粒受力信息,构建流体和颗粒相间作用力计算模型,研究两相间动量传递规律。结合流体大涡模拟方法和实验研究流化床内颗粒脉动特性,分析颗粒碰撞对颗粒运动的影响,揭示高浓度颗粒-流体两相流动过程中形成的非均匀结构不同层次上动量和能量的传递规律,为流体颗粒两相流动、传热传质和化学反应的研究和应用奠定理论基础。

项目摘要

针对高浓度颗粒-流体两相流动过程中产生的聚团和气泡等非均匀结构,本项目以深入认识高浓度颗粒-流体相间动量和能量传递规律为目标,应用格子-Boltzmann方法研究了高浓度颗粒-流体两相流动非均匀结构时空演化规律,统计获得了非均匀流动结构内颗粒位置、速度和受力分布等信息,确定了两相流动的流动稳定性条件。基于分子运动理论,结合非均匀结构影响的颗粒分布特性,建立了以惯性数为参数的非均匀结构内颗粒相应力模型,解决了颗粒动理学理论中由于非均匀流动结构导致的固相应力变化预测难的问题。研究了流体-颗粒间脉动能传递规律,结合非均匀结构的颗粒空间位置分布和颗粒受力信息,构建了流体和颗粒相间作用力计算模型,研究了两相间动量传递规律。通过数值模拟计算分析与文献实验的对比,验证了非均匀流动结构两相流计算模型的准确性,揭示了高浓度颗粒-流体两相流动过程中形成的非均匀结构不同层次上动量和能量的传递规律。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
5

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022

刘国栋的其他基金

批准号:51271071
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61275096
批准年份:2012
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:81700840
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60767001
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81401500
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20804013
批准年份:2008
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30270785
批准年份:2002
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:50901027
批准年份:2009
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51402180
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61068002
批准年份:2010
资助金额:27.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31700062
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51106039
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

气体动理学格式和颗粒动理学的流体颗粒两相流模型与相间作用机理研究

批准号:91752115
批准年份:2017
负责人:陆慧林
学科分类:E06
资助金额:100.00
项目类别:重大研究计划
2

非牛顿流体高浓度液固两相流动相间作用机理研究

批准号:21676051
批准年份:2016
负责人:王淑彦
学科分类:B0803
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
3

流化超细颗粒相间作用与颗粒动理学的研究

批准号:21276056
批准年份:2012
负责人:陆慧林
学科分类:B0803
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

稠密气固两相流相间作用机理与颗粒动理学的研究

批准号:51876032
批准年份:2018
负责人:王淑彦
学科分类:E0605
资助金额:60.00
项目类别:面上项目