[发明专利]一种测量气固两相流动中颗粒运动速度的方法

权利要求书

1.一种测量气固两相流动中颗粒运动速度的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1）将气固两相计算区域划分成网格；

2）设定气相和固相的入口、出口、壁面边界条件并采用欧拉法模拟得到计算区域中包括流场速度u在内的气相流场的信息；

3）在单个时间步长中，根据颗粒受到的除固相间相互作用力之外的力，计算出计算区域内每个网格中所含颗粒在该时间步长中的加速度a及速度V_i⁽⁰⁾，从而得出颗粒新的位置；

4）根据步骤3）中计算得到的各颗粒新的位置，扫描计算区域内的所有网格，得出各个网格的固相容积份额f，并建立数组储存；将步骤3）中得到的计算区域内每个网格中所含颗粒在单个时间步长中的速度V_i⁽⁰⁾建立数组储存；

5）将步骤4）得到的各网格固相容积份额f以及各网格中所含颗粒的速度V_i⁽⁰⁾作为颗粒因受固相之间相互作用而影响运动的主要因素，由                                                =α_u×和  αu=1－{(f/f_max)×[1－∣mi∣/mi]}求得，进而得到各颗粒新的速度V_i；式中：

u分别代表x、y、z方向；

α_u为本方法中新定义的x、y、z方向的运动约束系数；

为各网格中所含颗粒受固相间相互作用前x、y、z方向的速度；

为各网格中所含颗粒受固相间相互作用后x、y、z方向的速度；

i代表颗粒的编号；

f为当地网格的固相容积份额；

f_max为当地网格中颗粒达到堆积饱和状态时的固相容积份额；

m_i为当地网格中各个颗粒的质量，根据所计算颗粒的密度及平均粒径来确定；

6）首先判断已执行步骤3—步骤5循环的次数是否达到设定值n1，设定值n1=计算时间/时间步长，若达到设定值则执行步骤7）；若未达到设定值，则判断已执行步骤3—步骤5循环的次数是否为所需更新气相场次数n2的整数倍，n2<n1，若是，则回到步骤2，若否，则回到步骤3； 

7）完成数值计算，输出结果。

2.根据权利要求1所述的测量气固两相流动中颗粒运动速度的方法，其特征在于，所述的步骤3）中，所述的除固相间相互作用力之外的力至少包括流体力F_s、重力G=m×g，颗粒在该时间步长中的加速度a=F_sum/m及速度V_i⁽⁰⁾=V_i^(init)+a×Dt，式中：

F_sum每个颗粒所受的合力；

F_sum=F_s+G，Dt为时间步长；

V_i^(init)为颗粒上一个时间步长计算得到的速度。