CFD-DEM model - CFD-DEM model

A CFD-DEM model je vhodný pro modelování nebo simulace systémů kapalina-pevná látka nebo kapalina-částice. V typickém modelu CFD-DEM je fázový pohyb oddělený pevné látky nebo částice získává Metoda diskrétních prvků (DEM), který platí Newtonovy zákony pohybu ke každé částice[1] a tok tekutiny kontinua je popsán místními průměrovanými Navier-Stokesovými rovnicemi, které lze vyřešit tradičními Výpočetní dynamika tekutin (CFD).[2] Model nejprve navrhli Tsuji et al.[3][4] Interakce mezi kapalnou fází a pevnou fází je lépe modelována podle Newtonův třetí zákon.[5]

Software

Open source a nekomerční software:

  • Software CFD s otevřeným zdrojovým kódem OpenFOAM zahrnuje částicové metody, včetně DEM, a řešiče, které spojují CFD-DEM.
  • CFDEMcoupling (DCS Computing GmbH) páry CFD z OpenFOAM s open source softwarem DEM, LIGGGHTS.
  • MFiX (Open Source vícefázový tok simulační balíček).
  • Komerční software Simcenter STAR-CCM + je integrované vícefyzické řešení schopné CFD-DEM vazby zahrnující jednofázový nebo vícefázový tok, chemické reakce, elektromagnetismus a přenos tepla

Paralelizace

Ukázalo se, že OpenMP je efektivnější při provádění spojených výpočtů CFD-DEM v paralelním rámci ve srovnání s MPI Amritkar a kol.[6]

Reference

  1. ^ Cundall P. A., Strack O. D. L., (1979). Diskrétní numerický model pro granulární sestavy. Geotechnique, 29, 47-65
  2. ^ např.viz Chorin A. J. (1968). „Numerické řešení Navier-Stokesových rovnic“. Matematika výpočtu. 22: 745–762. doi:10.2307/2004575.
  3. ^ Tsuji Y., Tanaka T., Ishida T., (1992). Lagrangeova numerická simulace toku zátky soudržných částic v horizontálním potrubí. Powder Technology, 71, 239-250
  4. ^ Tsuji Y, Kawaguchi T, Tanaka T. Diskrétní simulace částic 2-dimenzionálního fluidního lože. Technologie prášku. Říjen 1993; 77 (1): 79-87
  5. ^ Xu B. H. a Yu, A. B. (1997). "Numerická simulace proudění plynu-pevné látky ve fluidním loži kombinací diskrétní částicové metody s výpočetní dynamikou tekutin". Věda o chemickém inženýrství. 52 (16): 2785–2809. doi:10.1016 / s0009-2509 (97) 00081-x.
  6. ^ Amritkar, Amit; Deb, Surya; Tafti, Danesh (2014). "Efektivní paralelní simulace CFD-DEM pomocí OpenMP". Journal of Computational Physics. 256: 501. Bibcode:2014JCoPh.256..501A. doi:10.1016 / j.jcp.2013.09.007.