用MPS-DEM法数值分析液体流速对立管混输特性的影响
船舶与海洋工程在深海领域会采用立管进行矿物输运,所以涉及固-液两相流混输的水动力学问题。近些年,随着海洋工程向深海发展,立管长度很大,液体流速较高,可能引起管道的破坏,输运效率降低等问题。利用数值模拟高雷诺数下的长管道流动,计算量很大。考虑多相流自身的复杂性,本研究采用无网格粒子法中的移动粒子半隐式方法(Moving Particle Semi-Implicit Method,MPS)和离散单元法(Discrete Element Method,DEM)相结合的方法,对不同输运速度下颗粒的水力输运进行了数值研究。用MPS方法来模拟管道内流的确是一种新的尝试,而DEM方法是基于不连续性假设的数值方法,特别适合于求解混输中的非连续性问题。基于此本研究采用课题组自主开发的MPSDEM-SJTU求解器,针对定长圆管,分析不同输运速度工况下颗粒的运动状态和流场信息(包括速度,压力和位置分布等),这些结果有望为优化水力输运提供参考。
海洋立管 混输 MPS方法 DEM方法 输运速度
潘宣景 谢丰泽 万德成
上海交通大学船海计算水动力学研究中心(CMHL)船舶海洋与建筑工程学院,上海200240
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2021-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）