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基于FLUENT软件信息传递模式的离散颗粒流动的并行算法被引量：4: 2015年; 基于FLUENT软件信息传递模式的MPICH2并行计算平台,在二次开发框架内通过用户自定义函数(User-Defined Function)文件发展了一种非结构网格下拟三维颗粒的CFD-DEM耦合并行算法,该算法具有随CPU核数增加的较佳扩展性和加速性能。通过构建空隙率标量场、重组基于局部平均并考虑气-固相互作用的气相控制方程,气相控制方程的求解稳定性与收敛性明显改善。FLUENT软件和UDF文件分别实现了气相控制方程的并行求解和DEM并行算法,其中DEM并行算法中相邻子域间的颗粒信息传递由MPICH2平台的信息传递宏完成。将该算法应用于球形颗粒鼓泡床及锥型喷动床的气固两相流数值模拟中,数值模拟结果与有关试验结果吻合良好,表明该算法能较好地处理稠密颗粒气固两相流动。; 任立波韩吉田何海澜; 关键词：离散单元法计算流体力学并行计算

螺旋管内流动沸腾传热系数关联式拟合与误差分析: 2014年; 为了发展适于螺旋管内流动沸腾传热系数关联式,基于流动沸腾传热机理,引入参数Dn数来修正复杂管道对传热系数的影响,并经过回归计算确定Dn数的指数,从而发展了螺旋管内流动沸腾传热系数关联式。进一步分析了传热系数预测值与实验值的偏差随流量、干度的变化情况。利用以R134a为介质的螺旋管传热实验数据验证了该关联式的适用性,并采用平均相对误差(the mean relative error,MRE)和均方根误差(the root mean square error,RMSE)来衡量预测结果的准确性,计算出MRE在8.23%范围内,RMSE为0.532。该平均相对误差值和均方根误差值都比较小,表明回归计算结果符合要求。因此,复杂管道引入参数Dn数建立传热系数关联式是非常适用的,并值得推广应用。; 冀翠莲韩吉田尹静陈常念任立波孔令健; 关键词：传热两相流螺旋管

单沉浸管流化床内离散颗粒数值模拟被引量：3: 2015年; 基于FLUENT软件信息传递模式的多点接口(MPI)并行计算平台,在二次开发框架内通过用户自定义函数(UDFs)文件发展计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)耦合并行算法.该算法具有随计算节点数增加的良好扩展性能和加速性能.采用该算法数值模拟了单沉浸管流化床内的颗粒混合过程,揭示了气固两相的运动特性和颗粒混合机制,考察了沉浸管的磨损特性.结果表明:沉浸管引起床内气泡的聚并和破碎,气泡主要绕沉浸管而非沿两侧壁向上移动,随着表观气速的增加,气相流场沿径向的分布更加均匀;颗粒宏观流动结构与分布呈现出明显的径向非均匀特性;沉浸管的存在和表观气速的增加均有助于颗粒混合,使颗粒达到完全混合的时间减少;颗粒撞击管壁的频次和冲刷速度是造成沉浸管磨损的主要原因.; 任立波韩吉田赵红霞; 关键词：流动特性

基于CFD-DEM耦合并行算法的锥形喷动床内离散颗粒数值模拟被引量：7: 2014年; 基于FLUENT软件的MPI平台,在二次开发框架内通过用户自定义函数文件实现了CFD-DEM耦合并行算法.该并行算法具有随CPU核数增加的较佳扩展性能和良好加速性能.通过构建空隙率标量场、重组基于局部平均并考虑气-固相互作用的气相控制方程,提高了气相控制方程的求解稳定性与收敛性;通过软球模型确定颗粒-颗粒及颗粒-壁面间的相互作用,以曳力模型为基础建立了相间相互作用关系.将该CFD-DEM耦合并行模型应用于锥形喷动床气固两相流动的数值模拟中,结果表明:该CFD-DEM耦合并行模型能较好地模拟锥形喷动床内气固流动行为;锥形喷动床内的颗粒流动经历了鼓泡阶段和稳定流态化阶段;在稳定流态化阶段,物料流动具有明显的周期性.基于锥形喷动床内颗粒相的瞬时速度场,获得了稳定流态化阶段颗粒的时均速度分布规律.; 任立波韩吉田; 关键词：离散单元法计算流体力学喷动床

脉冲鼓泡床内鼓泡和颗粒混合特性的CFD-DEM数值模拟被引量：3: 2015年; 基于FLUENT软件信息传递模式的MPI(message passing interface)并行计算平台,通过用户自定义函数(user-defined functions,UDFs)文件发展一种拟三维颗粒的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)-离散单元法(discrete element method,DEM)耦合并行算法。采用该算法数值模拟了脉冲鼓泡床内气固两相流动,揭示了气相鼓泡特性和颗粒混合机制。数值模拟结果表明:该算法具有随计算节点数增加的良好扩展性能和加速性能;在鼓泡过程中,主流两侧的小尺度气流涡逐渐发展为双主涡;单气泡通过床层后,颗粒混合仅局限于射流触及区域;数值模拟结果与相关试验和数值模拟结果吻合较好,表明该并行算法能够较好的模拟稠密颗粒气固两相流中鼓泡和颗粒混合特性,为其在大规模并行集群上的应用奠定基础。; 任立波尚立宝闫日雄何海澜赵红霞韩吉田; 关键词：离散单元法计算流体力学并行计算鼓泡

稠密颗粒两相流的CFD-DEM耦合并行算法及数值模拟: 稠密颗粒气固两相流是颗粒流体系统中的一个重要而又前沿的研究领域。随着计算机技术的飞速发展，数值模拟方法已成为研究稠密颗粒气固两相流动的一种强有力的工具。基于欧拉法建立的欧拉-欧拉模型(TFM，双流体模型)和基于拉格朗日法...; 任立波; 关键词：计算流体力学气固两相流数值模拟

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任立波