鼓泡床内气固两相流的变尺度格子气模拟

计算物理 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (5): 705-712.

鼓泡床内气固两相流的变尺度格子气模拟

林亮成¹, 郑忠¹, 张晋¹, 陈伟¹, 李东耀²

1. 重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400044;
2. 中国电力工程顾问集团东北电力设计院, 长春 130021

收稿日期:2010-09-16 修回日期:2011-01-11 出版日期:2011-09-25 发布日期:2011-09-25
作者简介:林亮成(1981-),男,山西朔州,博士生,主要从事气固两相流的模拟和实验研究,E-mail:liangchenglin2009@gmail.com
基金资助:
教育部留学回国人员科研启动基金项目(教外司留[2008]890-10)资助项目

Simulation of Gas-Solid Two-Phase Flow in a Bubbling Fluidized Bed with Variable.Scale Lattice Gas Automata

LIN Liangcheng¹, ZHENG Zhong¹, ZHANG Jin¹, CHEN Wei¹, LI Dongyao²

1. College of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China;
2. Northeast Electric Power Design Institute of China Power Engineering Consulting Group, Changchun 130021, China

Received:2010-09-16 Revised:2011-01-11 Online:2011-09-25 Published:2011-09-25

摘要/Abstract

摘要： 基于格子气自动机的建模思想,建立气固两相流的变尺度格子气模型,用微观层次的气固作用规则描述两相流的宏观行为.二维流场空间被离散成两层不同尺度的正六边形网格,固体颗粒和气体粒子分别在各自的网格上运动;在格子气自动机基本规则基础上设计气固相作用规则和附加演化规则;确定模型宏观物理量的统计计算方法,并根据相似原理建立模型物理量与真实物理量之间的转换关系.用建立的模型对鼓泡床内气固流动行为进行模拟,通过比较发现,变尺度格子气模型的模拟结果与文献中的实验结果和双流体模型的模拟结果吻合较好,且平均相对误差更小,表明建模方法的正确性和模型的有效性.

关键词: 变尺度, 格子气自动机, 气固两相流, 鼓泡床, 模拟

Abstract: A variable-scale lattice gas automata model for gas-solid two-phase flow is established based on lattice gas automata (LGA)in which macroscopic behavior is described with microscopic gas-solid interactions.A two-dimensional flow field is divided into two.deck hexagon laRiees with different scales,where solid particles and gas pseudo-particles are aligned in lattices for solid and gas respectively.In addition to basic LGA rules.collision and propagation rules ale specifically designed for gas-solid systems,as well as additional evolution rules.A statistical method of macroscopic properties and conversion between model parameters and hydrodynamic properties based on similarity principle aIe established. Simulations of dynamic behaviors of gas-solid two-phase flow in a bubbling fluidized bed with this model show good agreement with experiments as well as simulation results with a two-fluid model.It has less average deviation,which validates the proposed model.

Key words: scale, lattice gas automata, gasolid two-phase flow, bubbling fluidized bed, simulation

中图分类号:

TQ018
O359

林亮成, 郑忠, 张晋, 陈伟, 李东耀. 鼓泡床内气固两相流的变尺度格子气模拟[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 705-712.

LIN Liangcheng, ZHENG Zhong, ZHANG Jin, CHEN Wei, LI Dongyao. Simulation of Gas-Solid Two-Phase Flow in a Bubbling Fluidized Bed with Variable.Scale Lattice Gas Automata[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2011, 28(5): 705-712.

[1]	阳喜元. 纳米孔洞对Ni/Ni₃Al纳米线形变行为影响的原子模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(6): 727-732.
[2]	刘利, 牛胜利, 朱金辉, 左应红, 谢红刚, 商鹏. 临近空间核爆炸碎片云运动的数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 521-528.
[3]	吴丽媛, 张素英. 自旋相关光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的基态[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 617-623.
[4]	杜旭林, 程林松, 牛烺昱, 陈玉明, 曹仁义, 谢永红. 考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(4): 453-464.
[5]	侯兆阳, 牛媛, 肖启鑫, 王真, 邓庆田. Al纳米线不同晶向力学行为和变形机制的模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(3): 341-351.
[6]	孙梦营, 马明, 过海龙, 姚孟君, 徐猛, 张莹. 零重力点热源马兰戈尼FTM数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(2): 191-200.
[7]	赵腾飞, 张华. 气泡碰撞过程中形变及破碎现象分析[J]. 计算物理, 2022, 39(1): 41-52.
[8]	罗佳, 孙亮, 乔印虎. 忆阻突触耦合环形Hopfield神经网络动力学分析及其电路实现[J]. 计算物理, 2022, 39(1): 109-117.
[9]	关富荣, 李成乾, 邓敏艺. 激发介质相对不应态对螺旋波动力学行为的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(6): 749-756.
[10]	王俊捷, 寇继生, 蔡建超, 潘益鑫, 钟振. 基于Tolman长度的Lucas-Washburn渗吸模型改进及数值模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 521-533.
[11]	曹仁义, 黄涛, 程林松, 高占武, 贾志豪. 水驱油藏中原油极性物质对吸附和润湿性影响的分子模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 595-602.
[12]	阿湖宝, 杨志兵, 胡冉, 陈益峰. 纳米尺度下毛细流动的分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 603-611.
[13]	杨波, 衷斌, 徐琪, 成立, 潘流俊, 沈华韵. (α, n)反应中子产额与能谱计算方法[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 393-400.
[14]	杨展康, 牛奕. 温度及围护通风对独头巷道氡浓度分布的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 456-464.
[15]	胡少亮, 徐小文, 郑宇腾, 赵振国, 王卫杰, 徐然, 安恒斌, 莫则尧. 系统级封装应用中时谐Maxwell方程大规模计算的求解算法:现状与挑战[J]. 计算物理, 2021, 38(2): 131-145.