基于CFD-DEM耦合的迷宫流道水沙运动数值模拟

• 作者: 喻黎明 常留红 范文波 谭弘 邹小艳 陈立志
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 滴灌灌水器 迷宫流道 流道深度 耦合 数值模拟
• 年，卷（期）: 2016,（8）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 65-71
• 分类号: S275.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.08.010

摘要

基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日固液多相湍流模型,针对灌水器迷宫流道内水沙运动进行了CFD-DEM耦合数值模拟研究,分析了迷宫流道内流体流场、单个沙粒的轨迹线、速度和沙粒群的运动规律、分布特性等.结果表明:沙粒在流道深度中心面附近分布较多,靠近边壁较少,随着流道深度减小,流道内沙粒的体积浓度成倍上升.流道深度越小,流道深度(Z方向上)水流运动速度越小,随着沙粒Z方向上运动速度增大,沙粒群穿过中心面次数越多,撞击边壁的次数越多,流道深度0.6 mm的撞击边壁次数是1.4mm的7.01倍,边壁撞击次数的增加使沙粒高频率改变原有运动方向,增加了沙粒之间,沙粒与壁面之间的碰撞,该运动情况降低了沙粒运动速度,减少了动能,不利于沙粒通过迷宫流道,增加了堵塞几率.该方法可分析大量沙粒个体和群体运动,以及群体分布情况,从微观角度了解迷宫流道内沙粒运动,是迷宫流道结构设计的有效手段之一.