Un modelo CFD-DEM es adecuado para el modelado o simulación de sistemas fluido-sólidos o fluido-partículas. En un modelo CFD-DEM típico, el movimiento de fase de sólidos discretos o partículas se obtiene mediante el método de elementos discretos (DEM), que aplica las leyes de Newton del movimiento a cada partícula [1] y el flujo del fluido continuo se describe mediante el promedio local. Ecuaciones de Navier-Stokes que pueden resolverse mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD) tradicional . [2] El modelo fue propuesto por primera vez por Tsuji et al. [3] [4] Las interacciones entre la fase fluida y la fase sólida se modelan mejor de acuerdo conTercera ley de Newton . [5]
Software
Software de código abierto y no comercial:
- El software CFD de código abierto OpenFOAM incluye métodos de partículas, incluido DEM, y solucionadores que combinan CFD-DEM.
- CFDEMcoupling (DCS Computing GmbH) combina CFD de OpenFOAM con el software DEM de código abierto, LIGGGHTS.
- MFiX (paquete de simulación de flujo multifásico de código abierto).
- El software comercial Simcenter STAR-CCM + es una solución multifísica integrada capaz de acoplar CFD-DEM que implica flujo monofásico o multifásico, reacciones químicas, electromagnetismo y transferencia de calor.
Paralelización
Se ha demostrado que OpenMP es más eficiente en la realización de cálculos de CFD-DEM acoplados en un marco paralelo en comparación con MPI por Amritkar et al. [6]
Referencias
- ^ Cundall PA, Strack ODL, (1979). Modelo numérico discreto para ensamblajes granulares. Geotecnia, 29, 47-65
- ^ por ejemplo , véase Chorin AJ (1968). "Solución numérica de las ecuaciones de Navier-Stokes" . Matemáticas de la Computación . 22 : 745–762. doi : 10.2307 / 2004575 .
- ^ Tsuji Y., Tanaka T., Ishida T., (1992). Simulación numérica lagrangiana del flujo pistón de partículas sin cohesión en una tubería horizontal. Tecnología de polvo, 71, 239-250
- ^ Tsuji Y, Kawaguchi T, Tanaka T. Simulación de partículas discretas de lecho fluidizado bidimensional. Tecnología de polvo. Octubre de 1993; 77 (1): 79-87
- ^ Xu BH y Yu, AB (1997). "Simulación numérica del flujo gas-sólido en un lecho fluidizado combinando el método de partículas discretas con la dinámica de fluidos computacional". Ciencias de la Ingeniería Química . 52 (16): 2785–2809. doi : 10.1016 / s0009-2509 (97) 00081-x .
- ^ Amritkar, Amit; Deb, Surya; Tafti, Danesh (2014). "Simulaciones CFD-DEM paralelas eficientes utilizando OpenMP". Revista de Física Computacional . 256 : 501. Código bibliográfico : 2014JCoPh.256..501A . doi : 10.1016 / j.jcp.2013.09.007 .