本发明专利技术公开了一种气固两相流动环境下的工业监测和控制方法，包括：获取气固两相流动环境中颗粒的理化性能参数；建立气固两相流动环境中颗粒的运动模型；对上述建立的运动模型进行并行求解；确定气固两相流动环境中的颗粒信息；根据确定的颗粒信息进行工业监测和控制。此外，还公开了一种气固两相流动环境下的工业监测和控制装置，包括理化性能参数获取模块、运动模型建立模块、并行求解模块、颗粒信息确定模块和监测控制模块。本发明专利技术通过大规模的并行计算算法，可在气固两相流动环境下获取颗粒的信息，进而进行工业监测和控制。对工业实践中的气固两相流动环境进行数值模拟，从而提高工业运行和控制水平，具有显著的经济价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气固两相流动
，尤其涉及一种气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法和一种气固两相流动环境下的エ业监测和控制装置。
技术介绍
随着大规模并行计算硬件和软件技术的发展，为气固两相流动环境中大量颗粒的数值模拟研究提供了新的平台。目前气固两相流动环境的应用研究，往往只考虑颗粒与流体之间的单相耦合，而颗粒对流体没有反作用。对颗粒与颗粒之间的碰撞，颗粒与流体之间的双向耦合作用通常不考虑。这样就影响到了エ业实践中监测和控制的准确性。如果要解决气固两相流动中存在的难题，则需要依赖于准确的数据，包括直接的试验研究数据和数值模拟的数据。因此，采用大規模并行计算方法在复杂的气固两相流动环境下准确、快速地获取颗粒信息，进而实现准确有效地エ业监测和控制，显得尤为重要。
技术实现思路
为解决上述存在的问题，本专利技术提供了一种气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法和一种气固两相流动环境下的エ业监测和控制装置。一种气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法，包括以下步骤获取气固两相流动环境中颗粒的理化性能參数；建立气固两相流动环境中颗粒的运动模型；对上述建立的运动模型进行并行求解；根据并行求解結果，确定气固两相流动环境中的颗粒信息；根据确定的颗粒信息进行エ业监测和控制。与一般技术相比，本专利技术所提供的气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法，通过大规模的并行计算算法，可在气固两相流动环境下获取颗粒的信息，进而进行エ业监测和控制。对エ业实践中的气固两相流动环境进行数值模拟，从而提高工业运行和控制水平，具有显著的经济价值。一种气固两相流动环境下的エ业监测和控制装置，包括理化性能參数获取模块、运动模型建立模块、并行求解模块、颗粒信息确定模块和监测控制模块；所述理化性能參数获取模块用于获取气固两相流动环境中颗粒的理化性能參数；所述运动模型建立模块用于建立气固两相流动环境中颗粒的运动模型；所述并行求解模块用于对上述建立的运动模型进行并行求解；所述颗粒信息确定模块用于根据并行求解結果，确定气固两相流动环境中的颗粒信息； 所述监测控制模块用于根据确定的颗粒信息进行エ业监测和控制。与一般技术相比，本专利技术所提供的气固两相流动环境下的エ业监测和控制装置，通过大规模的并行计算算法，可在气固两相流动环境下获取颗粒的信息，进而进行エ业监测和控制。对エ业实践中的气固两相流动环境进行数值模拟，从而提高工业运行和控制水平，具有显著的经济价值。附图说明图I是本专利技术气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法的示意流程图；图2是本专利技术气固两相流动环境下的エ业监测和控制装置的结构示意图。具体实施例方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本专利技术的技术方案，进行清楚和完整的描述。 请參阅图1，为本专利技术气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法的示意流程图。本专利技术气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法包括以下步骤SlOl获取气固两相流动环境中颗粒的理化性能參数；首先要获取气固两相流动环境中颗粒的理化性能參数。以电站锅炉中煤粉气固两相流动环境作为ー个优选实施例，则需要获取电站火炉中的煤粉颗粒的媒质信息，这些媒质信息可以通过エ业分析或者元素分析来得到。S102建立气固两相流动环境中颗粒的运动模型；建立气固两相流动环境中流体的运动模型，其中，建立的气固两相流动环境中流体内颗粒的运动模型可包括流体对流体内颗粒的作用力。建立气固两相流动环境中流体内颗粒的运动模型，其中，建立的气固两相流动环境中流体的运动模型可包括流体内颗粒对流体的反作用力。以电站锅炉中煤粉气固两相流动环境作为ー个优选实施例，对本专利技术建立气固两相流动环境中颗粒的运动模型进行描述。首先，建立流体控制方程。假定气相为理想的牛顿流体。颗粒相考虑为具有相同直径dp和密度P p的刚性球体。颗粒的密度和流体的密度的比值P p/Pf* 2500。颗粒的直径远远小于网格的间距，颗粒对流体的动量反作用可以用点力描述。流体相的守恒方程可以描述如下连续方程~7~+ l ^ ；| = O云力量方程:警+學=-婴+^”|；4ん+F"f ot Bxi dx: BxiBpT QpTui P Bui d (,ΘΤ)」L温度方程d J/v状态方程."=/>1^7其中，P是流体的密度，P是流体的压力，Ui是i方向的流体的速度，Fp —f是颗粒反馈到流体上的力，T是温度，R是气体常数RcZW, Rc是通用气体常数，W是气体摩尔质量。建立完流体控制方程，还需建立颗粒控制方程。对颗粒相模拟作如下假设颗粒为具有相同直径和相同密度的规则刚性球体；颗粒的密度远大于流体的密度。由于颗粒远重于流体，颗粒受到的力主要是Stokes阻力和重力，Basset力小一个数量级而可以忽略。颗粒受到的升力比阻力和重力要小很多，但在本专利技术中，由于考虑到以后模拟平板边界层等有壁面约束的流动，在壁面附近存在较大的速度梯度，由此产生的滑移一剪切升力对颗粒在壁面附近的沉降过程有较大影响，所以不可忽略。另外，颗粒与壁面 的碰撞使颗粒具有较大的旋转速度，由此产生的滑移一旋转升力也将被考虑。因此，本实施例所考虑的作用于颗粒的力包括阻力，重力，滑移剪切升力和滑移旋转升力，追踪颗粒运动的方程组为 αχ-^=Up at<Λι .、— = Fd + Fg + Fls + Flr /ω I -= T dt其中，Xp是颗粒的空间位置；up是颗粒的线速度；ωρ是颗粒的旋转角速度；mp是颗粒质量，Ip是球状颗粒的转动惯量，其中，mp =—ppdp3 = ppFp，Ip = —。阻力的计算方法单个颗粒所受到的阻力的计算公式为Fd-Up )K其中，阻力系数Cd可以表示为CdfD为阻カ因子，表示阻力系数与Stokes阻力之比，由下式计算Re「00531 fn =1 + 0.15 Reil0687 + 0.0175-2--—L圓」ノDPI+ 4.25 X IO4 Rep颗粒Reynolds数由颗粒直径和颗粒-流体的相对速度计算，权利要求1.一种气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法，其特征在于，包括以下步骤 获取气固两相流动环境中颗粒的理化性能參数； 建立气固两相流动环境中颗粒的运动模型； 对上述建立的运动模型进行并行求解； 根据并行求解結果，确定气固两相流动环境中的颗粒信息； 根据确定的颗粒信息进行エ业监测和控制。2.根据权利要求I所述的气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法，其特征在干，所述建立气固两相流动环境中颗粒的运动模型的步骤，包括以下步骤 建立气固两相流动环境中流体的运动模型； 建立气固两相流动环境中流体内颗粒的运动模型。3.根据权利要求2所述的气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法，其特征在干，所述建立的气固两相流动环境中流体内颗粒的运动模型包括流体对流体内颗粒的作用力； 所述建立的气固两相流动环境中流体的运动模型包括流体内颗粒对流体的反作用力。4.根据权利要求I所述的气固两相流动环境下的エ业监测和控制方法，其特征在干，所述对上述建立的运动模型进行并行求解的步骤，包括以下步骤 将气固两相流动环境区域分解为若干个子区域； 根据预设的用于在颗粒穿越不同子区域时进行信息传递的颗粒信息传递函数和预设的用于进行颗粒碰撞并行计本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李德波，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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