1.一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s1中,所述流体动力学方程组的计算公式如下:
3.根据权利要求2所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s1中,所述颗粒动力学方程组的计算公式如下:
4.根据权利要求2所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s2中,采用间断有限元方法对流体动力学方程组进行离散,得到离散化的非线性方程组,包括以下步骤:
5.根据权利要求1或4所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s3中,采用经过预处理的pjfnk方法对离散化的方程组进行求解,其中预处理的方法为单矩阵预处理方法smp、对角元预处理方法bdp、有限差分预处理方法fdp、基于物理模型的预处理方法pbp中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s3中,采用经过对角元预处理方法bdp预处理的pjfnk方法,对离散化的方程组进行求解;包括以下步骤:
7.根据权利要求1或3所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s4中,将单个颗粒的范围扩大,构成虚拟流体区域,在区域内,计算每一个有限元网格节点与颗粒中心位置的距离,将距离带入核函数,计算得到颗粒与流体之间相互作用力的权重系数;再根据颗粒的速度、形状与邻近颗粒的流场信息计算颗粒与流体的相互作用力。
8.根据权利要求7所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s4中,根据颗粒中心位置与邻近网格节点的相对距离,并通过高斯函数计算颗粒与流体之间相互作用力的权重系数:
9.根据权利要求8所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s4中,颗粒的所受流场作用力的合力计算如下:
10.根据权利要求1或9所述的一种基于cfd-dem耦合的颗粒运动模拟方法,其特征在于,所述步骤s5中,基于dem离散元方法,实现颗粒与其他相邻颗粒的碰撞检测;根据接触模型计算颗粒之间的相互作用力与合力矩,结合流场作用力的合力,对颗粒的状态与位置显示求解。