[发明专利]一种基于DPM模型的一体化预制泵站沉积特性的计算方法

摘要

本发明公开了一种基于DPM模型的一体化预制泵站沉积特性的计算方法。本发明的过程为：采用LES计算一体化预制泵站中潜污泵的内部流场，并与试验验证；基于DPM模型计算一体化预制泵站内单颗粒运动轨迹，并与试验结果进行比较，验证离散相模型的适用性；提出评价预制泵站防沉积性能的两项指标：颗粒的沉积率以及泵坑表面易沉积区域的面积占比；采用刚盖假定或VOF方法对一体化预制泵站内固液两相流动进行数值计算；根据迭代结果计算出颗粒的沉积率；将泵坑表面的流速云图进行二元化及二值化处理，基于MATLAB与图像处理函数得出易沉积区域的实际面积。本发明提出了一体化预制泵站沉积特性计算方法，为研制防淤积型一体化预制泵站提供了理论依据。

主权项

1.一种基于DPM模型的一体化预制泵站沉积特性的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用大涡模拟LES方法计算一体化预制泵站中潜污泵的内部流场，并与试验结果进行比较，以验证液相流动计算模型；基于离散相模型DPM计算一体化预制泵站泵坑表面单颗粒的运动，进行高速摄影试验拍摄粒子运动，提取单颗粒模拟与试验运动轨迹，并进行对比，验证DPM模型在一体化预制泵站固液两相模拟计算上的适用性和准确性；(2)基于验证所得LES方法、DPM离散相设置进行固液两相流计算，根据预制泵站内流场的数值模拟结果和DPM模型的迭代结果，提出评价预制泵站防沉积性能的两项指标：颗粒的沉积率DE以及泵坑表面易沉积区域的面积占比AR；(3)基于LES和DPM模型，采用刚盖假定方法或VOF方法对一体化预制泵站内固液两相流动进行数值计算；(4)根据DPM模型迭代计算结果可得出从进水口射入的粒子数N1、从出口处流出的粒子数N2、以及剩余的粒子沉积或悬浮在筒体内的粒子N3，并计算出一体化预制泵站内颗粒的沉积率(5)将泵坑表面流速云图进行二元化处理，并通过阈值分割将二元速度图二值化，基于MATLAB与图像处理函数进行标定计算，最终得到易沉积区域的实际面积。