基于EMMS的簡化雙流體模型及其在氣固流動模擬中的應(yīng)用的任務(wù)書

基于EMMS的簡化雙流體模型及其在氣固流動模擬中的應(yīng)用的任務(wù)書任務(wù)書任務(wù)名稱：基于EMMS的簡化雙流體模型及其在氣固流動模擬中的應(yīng)用任務(wù)目的：本任務(wù)的目的是發(fā)展一種適用于氣固流動模擬的簡化雙流體（SimplifiedTwo-Fluid，STF）模型，該模型應(yīng)該能夠模擬在人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪袕V泛涉及到的復(fù)雜氣固體系，如顆粒輸送、燃燒和反應(yīng)器等。我們計(jì)劃采用先進(jìn)的等效介質(zhì)多尺度模型（effectivemediummulti-scale，EMMS）來發(fā)展這種模型，以獲得更加準(zhǔn)確的模擬結(jié)果。我們還計(jì)劃在流體系統(tǒng)動態(tài)特性、顆粒的尺寸和形狀、二次相空氣量和前處理中進(jìn)行詳細(xì)的模擬和分析，以驗(yàn)證STF模型的準(zhǔn)確性和可靠性。任務(wù)分析：氣固流動傳熱是復(fù)雜的物理現(xiàn)象。在這種流動過程中，過多的細(xì)節(jié)會導(dǎo)致計(jì)算的復(fù)雜性增加，同時(shí)也增加了誤差的風(fēng)險(xiǎn)。因此，一種簡化的雙流體模型（STF）是很有必要的，特別是如果能夠減少計(jì)算成本并提高計(jì)算效率。EMMS方法是一種基于多級劃分的等效介質(zhì)模型，該模型能夠捕捉到不同尺度之間的相互作用，并能夠提供比其他等效介質(zhì)模型更為準(zhǔn)確的預(yù)測能力。在此任務(wù)中，我們計(jì)劃使用EMMS來發(fā)展STF模型，并對模型進(jìn)行細(xì)致的流動分析和模擬。任務(wù)步驟：1.確定STF模型的基本假設(shè)和變量。其中包括流體系統(tǒng)動態(tài)特性、顆粒的尺寸和形狀、二次相空氣量和前處理等。2.開發(fā)STF模型的數(shù)學(xué)方程組及基本運(yùn)動學(xué)方程。模型方程需要包括連續(xù)性方程、動量守恒方程和方程中的相似性參數(shù)。3.驗(yàn)證STF模型對于不同的氣固流動熱物理過程的適用性和可靠性，例如，顆粒輸送、燃燒和反應(yīng)器等。這需要進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。4.驗(yàn)證STF模型在EMMS能量平衡模型下的可行性，使得除咕流和控制參數(shù)之外，對于不同的氣體阻力和顆粒運(yùn)動的重力，STF模型能夠有效地改進(jìn)數(shù)值模擬。5.采用STF模型開展實(shí)際氣固流動問題的數(shù)值模擬，例如管道和反應(yīng)器的模擬。最終，我們將與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對，并評估STF模型的準(zhǔn)確性和可靠性。任務(wù)成果：本任務(wù)的主要成果包括：1.STF模型的開發(fā)和數(shù)學(xué)方程。2.STF模型在不同氣固流動實(shí)例中的應(yīng)用和驗(yàn)證。3.STF和EMMS能量平衡模型聯(lián)合開發(fā)下的氣固流動數(shù)值模擬工具，以及其適用性和實(shí)用性的評估。4.實(shí)際氣固流動問題的數(shù)值模擬結(jié)果。參考文獻(xiàn):1.Wang,L.-P.,andIssangya,A.(2019).Asimplifiedtwo-fluidmodelingbasedonEuler-Lagrangeapproachanditsapplicationtogas-solidfluidization.ChemicalEngineeringScience,197(SupplementC),343-355.2.Lunkad,S.C.,&Gokhale,S.V.(2015).Numericalstudyofturbulentgas-solidflowsinacirculatingfluidizedbedusingasimplifiedtwo-fluidmodel.PowderTechnology,283,148-163.3.Shameem,M.A.,&Sadr,R.(2016).Applicationofthesimplifiedtwo-fluidmodeltoturbulent