一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法技术

技术编号:46595266 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:28
本发明专利技术涉及多相数值模拟领域,公开了一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法,该方法包括:获取流体域网格尺寸、流体密度及大颗粒半径;根据流体域网格尺寸计算得到填充小球半径;基于黄金角螺旋分布与最小距离覆盖判定,确定填充小球数量及位置,生成多球填充的大颗粒模型;获取当前时间步大颗粒及填充小球的背景流场速度,计算大颗粒的背景流场速度与曳力;通过迭代计算更新,得到下一时间步大颗粒及填充小球速度与位置;将曳力作为源项加入动量方程求解流体运动,得到下一时间步流体计算域网格速度。实现了对大尺度颗粒的准确数值模拟。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及多相数值模拟领域,尤其涉及一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法


技术介绍

1、颗粒-流体两相体系是研究离散颗粒与连续流体相互作用的复杂多相系统,其核心在于揭示固相与液相间的动量传递和能量转化机制。作为多相流研究的关键领域,这类现象在自然界和工程应用中普遍存在。近年来,借助高性能计算技术的进步,数值仿真已成为探究该体系的重要手段。通过计算方法的研究,不仅能够深入认识颗粒群的运动特性,还能解析流固耦合作用的本质规律。这种模拟方法为理解两相系统的动力学行为提供了新的研究途径。

2、在现有数值模拟中,流场计算精度取决于网格的精细程度。对于传统未解析方法,为确保计算的稳定性,通常要求网格尺度要大于颗粒粒径的3倍甚至是5倍以上。然而,当模拟大尺度颗粒运动时,颗粒粒径往往会超过网格尺寸,这一矛盾导致计算过程难以同时满足流场精度与数值稳定性的双重要求,使得大尺度颗粒运动的数值模拟成为当前需要突破的技术难题。


技术实现思路

1、为克服上述问题,本申请实施例提供了一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法,其特征在于,根据所述大颗粒半径以及填充小球半径,基于黄金角螺旋法和最小距离覆盖判定法,确定填充小球的数量和位置矢量,包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法,其特征在于,通过最小距离覆盖判定法来确定填充小球的数量,包括:

4.根据权利要求1所述的一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法,其特征在于,所述大颗粒的背景流场速度通过以下公式确定:

5.根据权利要求1所述...

【技术特征摘要】

1.一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于多球填充的大尺度颗粒流动数值计算方法,其特征在于,根据所述大颗粒半径以及填充小球半径,基于黄金角螺旋法和最小距离覆盖判定法,确定填充小球的数量和位置矢量,包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于多球填充的大尺度颗粒流动...

【专利技术属性】
技术研发人员:林哲李博涵陶俊宇程军锋陈德胜
申请(专利权)人:浙江理工大学
类型:发明
国别省市:

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