稠密颗粒两相流的CFD-DEM耦合并行算法及数值模拟开题报告_第1页
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稠密颗粒两相流的CFD-DEM耦合并行算法及数值模拟开题报告一、选题背景稠密颗粒两相流在化工、环保、能源、制药等领域具有重要的应用价值。由于颗粒之间存在大量的接触、摩擦和碰撞等复杂物理过程，导致其流动行为极为复杂，难以通过实验和经验公式来描述和预测。因此，采用计算流体力学（CFD）和离散元法（DEM）的耦合方法进行模拟研究，具有极高的研究价值。目前，CFD-DEM耦合方法已经成为稠密颗粒两相流动模拟的主要方法之一。然而，CFD-DEM耦合方法计算量大、耗时长、内存消耗大等问题仍然存在，而这些问题又严重影响了模拟结果的准确性和精度。因此，研究高效、精确的CFD-DEM耦合算法是当前稠密颗粒两相流动模拟研究的重要方向。二、研究内容和目标本课题的研究内容主要是基于已经建立的CFD-DEM耦合模型，设计和实现高效的算法，并针对该算法进行数值模拟研究。具体研究内容和目标如下：1.设计并实现CFD-DEM耦合算法的并行计算模式。针对CFD-DEM耦合方法中计算量大、耗时长、内存消耗大等问题，采用并行计算技术，提高算法计算速度和内存利用率。2.数值模拟研究稠密颗粒两相流的相关问题。在高效的CFD-DEM耦合算法的基础上，进行稠密颗粒两相流在复杂流动状态下的数值模拟研究，分析颗粒间相互作用、流动特性等相关问题。3.验证高效CFD-DEM耦合算法的有效性。将本研究中开发的高效CFD-DEM耦合算法与传统CFD-DEM耦合算法进行对比，验证其有效性和准确性。三、研究方法和步骤1.收集CFD-DEM耦合算法的国内外研究成果，分析其优缺点，确定研究方向和目标。2.建立稠密颗粒两相流的CFD-DEM耦合模型，进行模型仿真分析，并对模型进行合理化调整。3.设计并实现高效的CFD-DEM耦合算法的并行计算模式，进行算法优化和实现。4.对稠密颗粒两相流进行不同条件下的数值模拟，分析颗粒间相互作用、流动特性等相关问题。5.将本研究中开发的高效CFD-DEM耦合算法与传统CFD-DEM耦合算法进行对比，验证其有效性和准确性。四、预期研究结果与意义本研究的预期研究结果为：1.设计和实现高效的CFD-DEM耦合算法并行计算模式，提高算法计算速度和内存利用率。2.数值模拟研究稠密颗粒两相流的相关问题，分析颗粒间相互作用、流动特性等研究结果。3.验证高效CFD-DEM耦合算法的有效性和准确性。本研究的意义在于：1.推动稠密颗粒两相流动模拟方法的发展，为工程实践提供更加准确有效的模拟分析手段。2.研究高效CFD-DEM耦合算法以及实现并行计算模式，对于提高稠密颗粒两相流动模拟计算效

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