【技术实现步骤摘要】
一种液体中颗粒运动受力计算方法及装置
本文涉及油气管道多相流动领域，尤其涉及一种液体中颗粒运动受力计算方法及装置。
技术介绍
石油与天然气在世界能源利用方面有着举足轻重的作用，而在油气田开发过程中，尽管采取了过滤装置，但仍然有颗粒存在于管道、泵及其他设备中，速度较小时可能会聚集沉积导致堵塞，速度较大时可能会造成壁面受损，对正常的生产运行甚至人的生命安全构成了威胁。现有技术中，一种颗粒碰撞回弹过程受力计算方法为：商业软件中采用DiscretePhaseModel(DPM，离散相模型)对管道内颗粒运动进行模拟。DPM是一种多相流动中将固体颗粒视作离散相，将流体和固体颗粒分开考虑的计算方法，能够对黏性液体中颗粒减速与碰撞进行计算，为多相流动中冲蚀问题的预测和解决提供理论基础。由于流固耦合计算量大，且边界难以收敛，因此商业软件中采用下述经验公式计算：en＝1-0.4159α+0.5994α2-0.292α3et＝1-2.12α+3.0775α2-1.1α3其中，en为法向恢复系数，et为切向恢...
【技术保护点】
1.一种液体中颗粒运动受力计算方法，其特征在于，包括：/n根据颗粒半径与颗粒到障碍物间距之间的关系，对颗粒运动过程进行分区；/n根据各分区内颗粒状态信息及液体黏度，计算各分区内颗粒流体作用力，其中，颗粒状态信息包括颗粒位置及颗粒速度。/n
【技术特征摘要】
1.一种液体中颗粒运动受力计算方法，其特征在于，包括：
根据颗粒半径与颗粒到障碍物间距之间的关系，对颗粒运动过程进行分区；
根据各分区内颗粒状态信息及液体黏度，计算各分区内颗粒流体作用力，其中，颗粒状态信息包括颗粒位置及颗粒速度。
2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，根据颗粒半径与颗粒到障碍物间距之间的关系，对颗粒运动过程进行分区，包括：
当颗粒到障碍物间距与颗粒半径的比值大于第一预定值D1时，将颗粒运动过程分为第一区；
当颗粒到障碍物间距与颗粒半径的比值小于第一预定值D1且大于第二预定值D2时，将颗粒运动过程分为第二区；
当颗粒到障碍物间距与颗粒半径的比值小于第二预定值D2且大于第三预定值D3时，将颗粒运动过程分为第三区；
当颗粒到障碍物间距与颗粒半径的比值小于第三预定值D3时，将颗粒运动过程分为第四区；
其中，第一预定值、第二预定值及第三预定值满足如下关系：
D1>>1；
0<D2<1；
D3→0；
其中，>>为远大于，→为趋近于。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据各分区内颗粒状态信息及液体黏度，计算各分区内颗粒流体作用力，包括：
根据各分区第i个时步内颗粒状态信息及液体黏度，计算各分区第i个时步内颗粒流体作用力；
根据各分区第i个时步内颗粒流体作用力，计算各分区第i+1个时步内颗粒状态信息，继续计算各分区第i+1个时步内颗粒流体作用力，直至满足各分区时步设定条件为止。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据各分区第i个时步内颗粒状态信息及液体黏度，计算各分区第i个时步内颗粒流体作用力，包括：
根据第一区第i个时步内颗粒状态信息及液体黏度，利用颗粒在粘性液体中运动受到的粘滞阻力，计算第一区第i个时步内颗粒流体作用力；
根据第二区第i个时步内颗粒状态信息及液体黏度，利用颗粒向障碍物运动时的多层流固边界条件对不含惯性项的流体动力学方程进行求解，计算第二区第i个时步内颗粒流体作用力；
根据第三区第i个时步内颗粒状态信息及液体黏度，利用颗粒向障碍物运动时的多层流固边界条件对含有惯性项的流体动力学方程进行求解，计算第三区第i个时步内颗粒流体作用力；
根据第四区第i个时步内颗粒状态信息，耦合颗粒运动方程、雷诺润滑方程和固体形变方程，计算第四区第i个时步内颗粒流体作用力。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，第一区第i个时步内颗粒流体作用力的计算公式包括：
F1i＝6πηbU1i；
其中，F1i为第一区第i个时步内颗粒流体作用力，η为液体黏度，b为颗粒半径，U1i为第一区第i个时步内颗粒速度；
第二区第i个时步内颗粒流体作用力计算公式包括：
F2i＝6πηbU2i·λ1；
其中，F2i...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雨墨，刘鹏，洪炳沅，李晓平，宫敬，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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