Capability assessment of coarse-grid simulation of gas-particle riser flow using sub-grid drag closures
Capability assessment of coarse-grid simulation of gas-particle riser flow using sub-grid drag closures
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使用子网格阻力闭合的粗网格模拟气体颗粒上升流的能力评估
DOI：
10.1016/j.ces.2019.115410
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发表时间：
2020-02
影响因子：
4.7
通讯作者：
Zheng-Hong Luo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li-Tao Zhu;Ya-Nan Yang;De-Tao Pan;Zheng-Hong Luo
我们以前的工作开发了一个有效的材料属性相关的子网格模型（SGM）的有效粗网格上升流模拟。为了将SGM可靠地应用于提升管反应器的设计和放大，需要对其预测能力进行定量评估。在这里，我们量化的各种模型参数的影响，相对于时间平均，网格分辨率，时间步长，对流项的离散化方案，并通过实施广泛的三维粗网格模拟固壁滑移条件。此外，我们比较了几个关键的基于SGM的粗网格和粗粒度的方法，以揭示其优缺点。详细的参数敏感性分析表明，SGM的准确测定似乎发挥了主导作用，成功地预测流体力学。提出了其他模型参数的优化选择，以实现计算速度和精度之间的折衷。总的来说，这项基础研究有助于定量地了解SGM的可预测性的粗网格模拟的大型提升管反应器。
Our prior work developed an effective material-property-dependent sub-grid model (SGM) for efficient coarse-grid riser flow simulations. To apply this SGM for the purpose of designing and scaling-up riser reactors reliably, quantitative assessment in its predictive capability is required. Here, we quantify the influence of various model parameters with respect to time-averaging, grid resolution, time step, discretization scheme for convection terms, and solid-wall slip condition by implementing extensive three-dimensional coarse-grid simulations. Moreover, we compare several crucial SGM-based coarse-grid and coarse-grained methods to reveal their advantages and disadvantages. Detailed parametric sensitivity analyses demonstrate that the accurate determination of SGM appears to play a dominant role in successfully predicting hydrodynamics. The optimal selection of the other model parameters is suggested to realize a compromise between computation speed and accuracy. Overall, this fundamental study helps to quantitatively understand the predictability of SGMs for coarse-grid simulations of large-scale riser reactors.
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