顆粒羽流自由下落及堆積過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文顆粒羽流自由下落及堆積過程的數(shù)值模擬研究粒羽流自由下落及堆積過程的數(shù)值模擬研究專業(yè)：建筑與土木工程碩士生：田莉指導(dǎo)老師：張鴻雁教授崔海航副教授摘要顆粒物質(zhì)是自然界廣泛存在的物質(zhì)，在工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。在工業(yè)生產(chǎn)中，可常見散料顆粒產(chǎn)品的儲(chǔ)藏、處理和運(yùn)輸?shù)取Ｔ谶@些過程中，散料顆粒流常在環(huán)境空氣中作自由下落運(yùn)動(dòng)，自由下落顆粒流受周圍空氣以及自身運(yùn)動(dòng)的影響，會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，對(duì)生產(chǎn)生活等帶來多種危害。此外，堆積的顆粒也可

2、能由于自由下落顆粒以及空氣的作用再次擴(kuò)散形成二次揚(yáng)塵，惡化環(huán)境空氣。因此，對(duì)散料顆粒的自由下落運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，掌握顆粒與空氣的運(yùn)動(dòng)特征以及顆粒擴(kuò)散機(jī)理，可以為控制揚(yáng)塵、設(shè)計(jì)有效的粉塵控制系統(tǒng)等奠定基礎(chǔ)。散料顆粒在自由下落過程中受重力、散料顆粒與環(huán)境空氣的相互作用、顆粒與顆粒之間的相互碰撞以及顆粒與壁面之間的碰撞作用，以及大量顆粒下落出現(xiàn)堆積等復(fù)雜情況等，使得通過實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析研究散料顆粒的自由下落運(yùn)動(dòng)機(jī)理存在巨大困難。此外，隨著計(jì)算機(jī)硬件性

3、能的提高以及各類數(shù)值軟件的普及，使用數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究分析逐漸變得可行。考慮散料顆粒自由下落過程中復(fù)雜的作用機(jī)理，本論文將研究對(duì)象分為兩部分進(jìn)行仿真分析。第一部分，在計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent中采用雙向耦合的方法對(duì)自由下落顆粒羽流進(jìn)行模擬分析，在此部分中考慮顆粒的重力以及顆粒與流體之間的相互作用力，不側(cè)重顆粒的堆積過程；第二部分，使用離散元軟件EDEM對(duì)顆粒下落及堆積的過程進(jìn)行分析，在此模擬過程中忽略流場(chǎng)對(duì)顆粒的作用，主要考慮顆粒與