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顆粒流仿真是通過數值模擬手段模擬由大量固體顆粒構成的系統的動態行為，能夠詳盡刻畫顆粒間的碰撞、擴散、堆積、破碎、混合等微觀交互，以及與流體介質的相互作用，從而預測顆粒流在各種工況下的宏觀表現。顆粒流仿真能夠揭示隱藏的風險因素，為產品研發、故障診斷、性能優化提供關鍵數據支撐。 能源與動力工程：應用于發動機吸入物模擬與燃燒室顆粒物行為分析。

1 引言顆粒流模擬廣泛應用于固體動力學，流體動力學，熱動力學，電磁動力學等領域。

顆粒流PFC2D (Particle Flow Code in 2 Dimensions)平臺數值模擬單元有兩種:顆粒圓筒和顆粒(disc or particle)，主要用于平面應力和平面應變的特殊情況;顆粒流PFC3D(Particle Flow Code in 3 Dimensions)的數值模擬單元是三維球體顆粒(granular)，主要用于三維受力分析。

冰巖碎屑流中的巖石和冰具有不同的物理性質，例如顆粒大小、密度、摩擦等，導致巖石和冰在混合物中產生冰巖分選行為從而影響其運動性。 然而，目前我們對于冰如何影響冰巖碎屑流的運動性尚知之甚少 。 我們通過離散元方法進行了一系列數值實驗，以量化巖- 冰粒徑比和含冰量對冰巖分選和混合物運動性的影響。

在多相流顆粒分離研究領域，精確模擬顆粒運動行為一直是技術攻關的核心難題。兩段錐形水力旋流器作為關鍵分離設備，其底流管直徑與入口速度對分離性能的影響機制復雜，亟需高精度模擬技術予以揭示。基于此，團隊創新開發氣-液-固三相湍流模擬方法（VOF - RSM - DEM），其中自主研發的 DEMms 軟件，憑借獨特的算法架構與模擬能力，成為攻克該難題的核心技術支撐。

2結果分析 2.1夏季能量流分析 能量流分析本質上是對各個熱力系統進行能量平衡分析。這里的關鍵是熱力系統的選擇。本文分別針對一個NEDC循環和十個NEDC循環進行能量流分析。由于兩者基本相同，故只列舉一例，如0所示。該分析的環境溫度為30℃，空調溫度目標設置為21℃。圖中的實線框表示一個熱力系統，虛線框表示進出該熱力系統的能量。

模型下規則排列的是磁鋼結構，產生磁場，磁性顆粒從上部入口進入，從右側出口流出?；贑OMSOL軟件的多物理場模塊模擬了磁性顆粒受到流場和磁場作用下的運動過程，仿真結果如圖2所示。圖1 幾何模型磁場密度分布流場分布顆粒運動過程（皮帶未滑動）顆粒運動過程（皮帶滑動）圖2 數值仿真結果感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎合作交流

支持球形/非球形的顆粒，例如不規則形狀的石頭在水中的沉降過程。 可模擬能量耦合，例如熱的顆粒被空氣冷卻 CFD動網格模擬剛體運動，例如顆粒通過振動的篩子或旋轉的風扇葉片。 可模擬傳質現象，例如在顆粒表面鍍液膜(coating)，或濕顆粒的干燥。

同時，DEM 能精準預測顆粒碰撞頻率與能量傳遞規律，為評估催化劑磨損風險提供數據支持。某煉化企業借助 DEM 優化流化床內部構件布局，將催化劑磨損率降低20%-30%，延長催化劑使用壽命 40%，每年減少催化劑更換成本超百萬元。DEMms非規則顆粒模擬 針對顆粒團聚這一行業難題，DEM 仿真同樣提供了有效解決方案。

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插件簡介 CAD顆粒密堆積2D插件可用于生成二維狀態下重力堆積的隨機顆粒。插件可指定投放區域、顆粒的粒徑范圍、顆粒間的間距、顆粒個數等信息，同時可模擬顆粒彈性及摩擦摩擦系數。 插件采用物理引擎對顆粒行為進行模擬，可實現顆粒在力場作用下的堆積、以及顆粒間的碰撞等。

實現顆粒流在滾筒中圍繞兩個中心軸旋轉：共軸自轉和公轉，以及不共軸自傳與公轉。不共軸自傳與公轉的實現通過spin即可實現。共軸自傳和公轉，由于命令會覆蓋；必須通過寫一個基于vertx位移變化的函數來實現。

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1 概念介紹首先我們介紹一下拉格朗日法和歐拉法，理解起來很簡單，拉格朗日法是以某一質點的運動作為研究對象，觀察這一質點在流場中由一點移動到另一點時，其運動參數的變化規律；歐拉法以某一流場區域作為研究對象，研究各時刻質點在流場中的變化規律。顯然，拉格朗日法更適用于描述顆粒運動，而歐拉法更適用于描述流體運動。

物料顆粒群在進入管道初始，沿曲線管道運動的物料顆粒群會帶著顆粒間隙中的氣體以及緊挨著顆粒群的氣體流動，形成誘導氣流，流場在類離心力的作用下，會形成旋渦；當物料顆粒在重力作用下，從一段曲線管道末端位置跳躍式過渡到下一段管道的時候，物料顆粒和夾雜在顆粒群之間的氣體會有分離，并且此時流體通道截面積減小，物料對誘導風的流通有一定的阻礙作用，因而會進一步促使相應位置旋渦流場的形成。

所用到的數值模擬方法可大致分為基于歐拉-歐拉策略的雙流體模型和基于歐拉-拉格朗日的顆粒軌道模型。由于爆炸拋灑過程中會形成沖擊波，流場中局部速度梯度極大，進而對數值求解提出了一定的挑戰。本論文工作的主要目的是測試計算流體力學開源軟件OpenFOAM自帶的雙流體模型在模擬預測沖擊作用下顆粒層拋灑特性的準確性。

能量守恒方程：式中：CP為定壓比熱容；T為溫度；k為熱導率；Q為能量方程的源項。電磁場方程：電流連續方程：歐姆定律：安培環流定律：式中：σ為電導率；φ為電勢；B為磁場強度；μ0為真空磁導率。熱源模型：選用高斯分布熱源模型：式中：qa為距電弧加熱光斑中心r處的熱源密度；qm為最大熱流值；r為距離電弧斑點中心距離；R為電弧加熱半徑。