[发明专利]一种用于悬移质固液两相流数值计算的阻力修正模型

权利要求书

1.一种用于悬移质固液两相流数值计算的阻力修正模型，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)根据现有理论研究和试验分析，运用回归分析方法，分别得到惯性因子和湍动因子各自的表达式形式，分别如下：

g₂(u')＝bI_R (2)

式中，g₁(Re_p)—惯性因子，表达颗粒雷诺数对阻力系数的影响；g₂(u’)—湍动因子，表达湍流强度对阻力系数的影响；Re_p—颗粒雷诺数；I_R—湍动强度；a—常系数，为待定值；b—常系数，为待定值；

2)建立湍流修正函数初步表达式f’(δ)与惯性因子、湍动因子关系的形式，公式如下：

f'(δ)＝1+g₁(Re_p)g₂(u') (3)

将步骤1中惯性因子和湍动因子的表达式代入式(3)中得到：

3)利用试验数据结合最小二乘法确定步骤2中f’(δ)的a、b系数值，得到湍流修正函数初步表达式f’(δ)与颗粒雷诺数、湍流强度的关系式如下：

4)对步骤3建立的湍流修正函数初步表达式f’(δ)用于颗粒雷诺数Re_p100时存在误差较大的问题，需要对f’(δ)进一步扩展、补充和修正，从而得到湍流修正函数最终表达式f(δ)如下：

其中，对于不可压缩均匀各向同性流场，湍流强度I_R的计算方法为

式中，k—湍动能，单位J；v_s—固相速度，单位m/s；v_l—液相速度，单位m/s；

5)运用湍流修正函数最终表达式f(δ)对现有的Wen-Yu模型的阻力系数进行修正，最终得到新的MTE-Wen-Yu阻力修正模型，公式如下：

式中，F_d—阻力，单位N；C_DT—新建阻力修正模型的阻力系数；α_l—液相体积分数；α_s—固相体积分数；ρ_l—液相密度，单位kg/m³；v_s—固相速度，单位m/s；v_l—液相速度，单位m/s；d_s—颗粒粒径，单位m；Re_p—颗粒雷诺数；C_D—Wen-Yu模型的阻力系数；

6)借助Fluent软件的用户自定义函数功能将MTE-Wen-Yu模型添加到Fluent内阻力模型的选择项中，并结合欧拉-欧拉两相流模型对固液两相流流场进行数值计算，得到固液两相流的流场特性。

2.根据权利要求1所述的用于悬移质固液两相流数值计算的阻力修正模型，其特征在于，所述的固液两相流的流场特性包括固相速度、固相浓度、液相速度、液相浓度。