《非球形顆粒流的模擬程式開發及其對顆粒射流的模擬》是依託復旦大學，由黃駿擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非球形顆粒流的模擬程式開發及其對顆粒射流的模擬
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃駿
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
液滴衝擊液面過程會形成飛濺射流，即Worthington 射流. 和液體相比，顆粒材料沒有表面張力，但也會有類似的現象發生.顯然由於粒子特性差異，如形狀、回彈係數、表面摩擦等會影響射流的形態. 本項目希望通過數值模擬和實驗相結合的方法， 以研究因為衝擊造成不同性質的顆粒飛濺的不同表現為切入點, 研究非球形顆粒微觀表現和巨觀表現間的聯繫,同時編寫一套用於複雜顆粒流計算的程式. 其中顆粒相採用離散元方法(DEM)模擬，而周圍流體採用基於無格線的SPH或者其他CFD方法模擬，並且將兩者的作用力雙向耦合起來.同時將顆粒相內相互作用從球形粒子接觸模型擴展到非球形粒子接觸.由於複雜情況下(比如三維模擬下)顆粒數目巨大，擬採用 GPU 加速來求解.所編寫程式除模擬射流外，今後還可用於其他領域，比如流場中顆粒的沉降分離.最後，申請人希望在 GNU 協定下將所開發程式開源.
結題摘要
顆粒物質是日常生活和工業生產中常見的物質形態，但是一般的連續介質假說並不適用於顆粒物質。離散元方法是一種常見的對顆粒流動進行數值仿真的方法。現在市面上有不少商業化和開源的離散元軟體。但這些軟體大多是歐美國家開發的，而且對於使用者而言，中間的具體計算過程不可見。而且對使用者而言，很難在現有程式的基礎上對程式涉及的模型，計算方法等做合理的修改。為了彌補這一空白，本項目在項目負責人之間二維軟體的基礎上進行了開源軟體ADEM的開發。在國家自然科學基金委的資助下，目前該軟體可以對一些簡單邊界環境下的非球形顆粒進行數值仿真。並且可以和一些CFD軟體耦合，對流固兩相問題進行仿真。在本項目開展期間，負責人及其團隊共發表了論文8篇，其中SCI論文3篇，培養碩士研究生兩人。目前尚有博士、碩士研究生各一人在讀。
