【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于颗粒分析处理，具体涉及一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法及系统。
技术介绍
1、颗粒两相流动描述了颗粒与流体相互作用而构成的复杂物理系统，包含了动量和能量的交换等特性。
2、现目前，多种耦合模型被应用于模拟中，如双欧拉模型、sph-dem模型、lbm-dem模型和cfd-dem模型等。其中，所述cfd-dem模型基于有限体积法和离散元法，根据网格粒径比主要可以分为三类：全解析cfd-dem、未解析cfd-dem和半解析cfd-dem。在全解析模型中，为了获取较高的计算精度，通常要求网格粒径比小于0.1，但随着颗粒数量的增多，网格数量会大幅增加，因此，其只适合少量大尺度颗粒的模拟。在未解析模型中，为了更好地捕获颗粒周围背景流体的速度和空隙率等信息，通常要求网格粒径比大于3，因此，其多用于大规模小尺度颗粒的模拟。也就是说，当前全解析模型和未解析模型都无法直接应用于模拟大规模不同尺度的颗粒。
3、因此，针对以上所存在的技术问题缺陷，急需设计和开发一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法及系统。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术存在的不足及困难，本专利技术之目的在于提供一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法、系统及平台，能够高效且准确地同时模拟不同尺度颗粒的计算流体动力学和离散元处理。
2、本专利技术的第一目的在于提供一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法；本专利技术的第二目的在
3、本专利技术的第一目的是这样实现的：所述方法包括如下步骤：
4、创建与不同尺度颗粒相对应的流体模型，并生成与所述流体模型相对应的第一数据；其中，所述第一数据为流体模型中流体和不同尺度颗粒之间的界面状态数据；
5、根据所述第一数据，并结合全解析未解析混合处理方式，实时构建相对应的跨尺度颗粒多相流模型；
6、通过所述跨尺度颗粒多相流模型，实时cfd-dem处理不同尺度颗粒与流体间的相互作用，并生成与所述任意形状跨尺度颗粒相对应且在多相颗粒流中的颗粒行为数据。
7、进一步地，所述通过所述跨尺度颗粒多相流模型，实时cfd-dem处理不同尺度颗粒与流体间的相互作用，并生成与所述任意形状跨尺度颗粒相对应且在多相颗粒流中的颗粒行为数据，还包括：
8、获取不同尺度颗粒间的第二数据，并结合符号距离场实时生成与所述第二数据相对应的第三数据；其中，所述第二数据为不同尺度颗粒的表面状态数据；所述第三数据为经基于符号距离场接触算法的不同尺度颗粒离散处理数据；
9、获取流体和颗粒间的第四数据，并结合解析混合处理方式，实时生成与所述第四数据相对应的第五数据；其中，所述第四数据为流体和颗粒间的相互作用数据；所述第五数据为通过解析混合处理后的数据。
10、进一步地，所述获取不同尺度颗粒间的第二数据，并结合符号距离场实时生成与所述第二数据相对应的第三数据；还包括：
11、获取不同尺度颗粒表面节点的距离符号数据，并根据所述距离符号数据实时判定不同尺度颗粒间是否存在入侵状态；
12、生成与不同尺度颗粒间入侵状态相对应的入侵数据，并根据所述入侵数据实时分别生成相对应的总接触力数据和力矩数据。
13、进一步地，所述生成与不同尺度颗粒间入侵状态相对应的入侵数据，并根据所述入侵数据实时分别生成相对应的总接触力数据和力矩数据，还包括：
14、计算生成与入侵数据相对应的总接触力数据；计算公式为：
15、
16、其中，fn是颗粒之间的法向力，f's和f't分别是在切向s和t上的接触摩擦力，s和t分别为接触切向的相对位移，pi是侵入另一个粒子的所有表面节点；
17、计算生成与入侵数据相对应的力矩数据；计算公式为：
18、
19、其中，mn分别是颗粒之间的法向力矩，f's和f't分别是在切向s和t上的接触摩擦力，s和t分别为接触切向的相对位移，b为质心到接触点的分支向量；pi是侵入另一个粒子的所有表面节点。
20、进一步地，所述获取流体和颗粒间的第四数据，并结合解析混合处理方式，实时生成与所述第四数据相对应的第五数据，还包括：
21、获取流体和大尺度颗粒间的第六数据，并结合全解析处理方式，实时生成与所述第六数据相对应的第七数据；其中，所述第六数据为流体和大尺度颗粒间的相互作用数据；所述第七数据为通过全解析处理后的数据；
22、获取流体和中尺度颗粒间的第八数据，并结合半解析处理方式，实时生成与所述第八数据相对应的第九数据；其中，所述第八数据为流体和中尺度颗粒间的相互作用数据；所述第九数据为通过半解析处理后的数据；
23、获取流体和小尺度颗粒间的第十数据，并结合未解析处理方式，实时生成与所述第十数据相对应的第十一数据；其中，所述第十数据为流体和小尺度颗粒间的相互作用数据；所述第十一数据为通过未解析处理后的数据。
24、进一步地，所述获取流体和大尺度颗粒间的第六数据，并结合全解析处理方式，实时生成与所述第六数据相对应的第七数据，还包括：
25、分别获取与所述流体模型相对应的流体密度数据和流体速度数据，并分别对所述流体密度数据和所述流体速度进行校正处理。
26、进一步地，所述通过所述跨尺度颗粒多相流模型，实时cfd-dem处理不同尺度颗粒与流体间的相互作用，并生成与所述任意形状跨尺度颗粒相对应且在多相颗粒流中的颗粒行为数据，还包括：
27、分别初始化处理cfd和dem，并结合不同尺度颗粒的第一基础数据，实时生成与跨尺度颗粒多相流模型相对应的第十二数据；其中，所述第一基础数据为颗粒位置矢量数据、速度数据和流场数据；所述第十二数据为流体空隙率场数据、大尺度颗粒体积分数场数据、以及颗粒与流体相互作用力数据；
28、分别构建cfd-dem模型；并根据所述cfd-dem模型分别生成相对应的速度场数据和压力场数据；
29、分别修正处理与颗粒界面处相对应的流体速度数据以及连续性数据，并生成相对应的修正值数据。
30、本专利技术的第二目的是这样实现的：所述系统应用于基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法，所述系统包括：
31、第一数据生成单元，用于创建与不同尺度颗粒相对应的流体模型，并生成与所述流体模型相对应的第一数据；其中，所述第一数据为流体模型中流体和不同尺度颗粒之间的界面状态数据；
32、模型构建单元，用于根据所述第一数据，并结合全解析未解析混合处理方式，实时构建相对应的跨尺度颗粒多相流模型；
33、第二数据生成单元，用于通过所述跨尺度颗粒多相流模型，实时cfd-dem处理不同尺度颗粒与流体间的相互作用，并生成与所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，其特征在于，所述通过所述跨尺度颗粒多相流模型，实时CFD-DEM处理不同尺度颗粒与流体间的相互作用，并生成与所述任意形状跨尺度颗粒相对应且在多相颗粒流中的颗粒行为数据，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，其特征在于，所述获取不同尺度颗粒间的第二数据，并结合符号距离场实时生成与所述第二数据相对应的第三数据；还包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，其特征在于，所述生成与不同尺度颗粒间入侵状态相对应的入侵数据，并根据所述入侵数据实时分别生成相对应的总接触力数据和力矩数据，还包括：
5.根据权利要求2所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，其特征在于，所述获取流体和颗粒间的第四数据，并结合解析混合处理方式，实时生成与所述第四数据相对应的第五数据，还包括：p>
6.根据权利要求5所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，其特征在于，所述获取流体和大尺度颗粒间的第六数据，并结合全解析处理方式，实时生成与所述第六数据相对应的第七数据，还包括：
7.根据权利要求1或2所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，其特征在于，所述通过所述跨尺度颗粒多相流模型，实时CFD-DEM处理不同尺度颗粒与流体间的相互作用，并生成与所述任意形状跨尺度颗粒相对应且在多相颗粒流中的颗粒行为数据，还包括：
8.一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理系统，其特征在于，所述系统应用于权利要求1-7任一项所述的基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法，所述系统包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理系统，其特征在于，所述第二数据生成单元，还包括：
10.一种基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理平台，其特征在于，包括处理器、存储器以及基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理平台控制程序；其中，在所述的处理器执行所述的基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理平台控制程序，所述的基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理平台控制程序被存储在所述存储器中，所述的基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理平台控制程序，实现如权利要求1至7中任一项所述的基于混合解析的不同尺度颗粒CFD-DEM处理方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法，其特征在于，所述通过所述跨尺度颗粒多相流模型，实时cfd-dem处理不同尺度颗粒与流体间的相互作用，并生成与所述任意形状跨尺度颗粒相对应且在多相颗粒流中的颗粒行为数据，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法，其特征在于，所述获取不同尺度颗粒间的第二数据，并结合符号距离场实时生成与所述第二数据相对应的第三数据；还包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法，其特征在于，所述生成与不同尺度颗粒间入侵状态相对应的入侵数据，并根据所述入侵数据实时分别生成相对应的总接触力数据和力矩数据，还包括：
5.根据权利要求2所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法，其特征在于，所述获取流体和颗粒间的第四数据，并结合解析混合处理方式，实时生成与所述第四数据相对应的第五数据，还包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于混合解析的不同尺度颗粒cfd-dem处理方法，其特征在于，所述获取流体和大尺度颗粒间的第六数据，并结合全解...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖正首，赵吉东，黄林冲，郭子琦，李诚豪，叶浩泳，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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