[发明专利]一种移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法

权利要求书

1.一种移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，包含以下步骤：

1)对气固两相流动分别建立气相算例和固相算例以用于分别求解气固两相流动，并分别设置好边界条件和初始化条件，将气相算例采用多孔介质模型对气相流动加以描述且新建额外变量以用于储存固相相关信息，将固相算例采用粘性流动模型对固相加以描述且新建额外变量以用于储存气相相关信息，并通过不断迭代更新气相算例中额外变量和固相算例中额外变量来实现气固耦合；

2)创建临时数据库，确保气相算例和固相算例在相同工作目录下，并在当前工作目录下额外创建单独文件夹以用于储存中间数据及耦合信息；

3)读取网格节点信息，通过访问内存获取计算过程中各参数信息，并视模拟对象选取需要进行数据耦合的变量，读取对应数据；

4)设置输出/输入文件格式，确定各变量数据存储精度及存储格式；

5)设置耦合频次，并确定气固两相数据交换频次，即多少迭代步数后输出或读入对应数据；

6)在计算过程中通过访问临时数据库读取对应信息，并更新气相算例中额外变量和固相算例中额外变量；

7)设置终止判断和收敛依据；

8)启动计算程序，按气固数据耦合次序依次启动气相算例和固相算例；

9)程序运行，程序运行过程中气相算例和固相算例不断交换信息直至计算收敛或自动终止；

10)输出结果。

2.根据权利要求1所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，在所述步骤1)中，边界条件和初始化条件包括：入口流量、温度、成分；出口类型、出口压力；壁面温度、热交换系数、壁面粗糙度。

3.根据权利要求2所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，气相算例中额外变量视模拟对象包括：固相温度、固相速度、孔隙度和组分浓度；固相算例中额外变量视模拟对象包括：气相温度、气相速度、传热系数、组分浓度和反应速率。

4.根据权利要求1所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，在所述步骤3)中，各参数信息包括流速、压力、温度以及步骤1)中新建的气相算例中的额外变量和固相算例中的额外变量；对应数据以阵列形式存储。

5.根据权利要求1所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，在所述步骤4)中，各变量数据以文本格式储存并且数据精度视精度要求保留小数点后若干位。

6.根据权利要求1所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，在所述步骤6)中，对气相算例读取固相信息，对固相算例读取气相信息，需要读取的信息视模拟对象而定。

7.根据权利要求6所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，通过将读取后的数据导入计算机内存中替换掉原有数据阵列来分别实现气相算例中额外变量和固相算例中额外变量的更新。

8.根据权利要求7所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，气相算例中额外变量和固相算例中额外变量在计算过程中不会求解并且只通过数据耦合进行更新。

9.根据权利要求1所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，在所述步骤7)中，以计算残差小于预设阈值或最大迭代步数为终止判据。

10.根据权利要求1所述的移动床或填料床式气固两相反应流动数值仿真方法，其特征在于，所述步骤2)至所述步骤6)通过用户自定义程序实现。