Coupled lattice Boltzmann method–discrete element method model for gas–liquid–solid interaction problems

格子Boltzmann方法 离散元法 机械 多孔介质 缩放比例 消散 材料科学 多相流 粒子(生态学) 多孔性 联轴节(管道) 圆柱 物理 几何学 热力学 地质学 复合材料 海洋学 冶金 数学
作者
Linlin Fei,Feifei Qin,Geng Wang,Jingwei Huang,Binghai Wen,Jianlin Zhao,Kai Luo,Dominique Derome,Jan Carmeliet
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:975 被引量:27
标识
DOI:10.1017/jfm.2023.822
摘要

In this paper, we propose a numerical model to simulate gas–liquid–solid interaction problems, coupling the lattice Boltzmann method and discrete element method (LBM–DEM). A cascaded LBM is used to simulate the liquid–gas flow field using a pseudopotential interaction model for describing the liquid–gas multiphase behaviour. A classical DEM resorting to fictitious overlaps between the particles is used to simulate the multiple-solid-particle system. A multiphase fluid–solid two-way coupling algorithm between LBM and DEM is constructed. The model is validated by four benchmarks: (i) single disc sedimentation, (ii) single floating particle on a liquid–gas interface, (iii) sinking of a horizontal cylinder and (iv) self-assembly of three particles on a liquid–gas interface. Our simulations agree well with the numerical results reported in the literature. Our proposed model is further applied to simulate droplet impact on deformable granular porous media at pore scale. The dynamic droplet spreading process, the deformation of the porous media (composed of up to 1277 solid particles) as well as the invasion of the liquid into the pores are well captured, within a wide range of impact Weber number. The droplet spreading dynamics on particles is analysed based on the energy budget, which reveals mechanisms at play, showing the evolution of particle energy, surface energy and viscous dissipation energy. A scaling relation based on the impact Weber number is proposed to describe the maximum spreading ratio.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
cheng发布了新的文献求助10
1秒前
完美世界应助CaseyMelkus采纳,获得10
1秒前
小蘑菇应助林白采纳,获得10
2秒前
xiaolv完成签到,获得积分10
2秒前
独孤完成签到 ,获得积分0
2秒前
2秒前
哞哞完成签到 ,获得积分10
3秒前
dddkkk发布了新的文献求助30
4秒前
南台岛之声完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
JamesPei应助xzx采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.2应助namseok采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
傅立叶应助雨之夏日采纳,获得10
9秒前
高挑的豪发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
小李发布了新的文献求助10
11秒前
吃肉不长肉完成签到,获得积分10
11秒前
tienxj完成签到,获得积分10
11秒前
zgrmws完成签到,获得积分0
12秒前
12秒前
就发酵罐发布了新的文献求助10
12秒前
荣荣发布了新的文献求助30
13秒前
nana发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
迷路苑博发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
OK给mss12138的求助进行了留言
14秒前
爆米花应助mj采纳,获得10
14秒前
慕青应助fengdengjin采纳,获得10
15秒前
平凡日完成签到,获得积分10
15秒前
zgrmws发布了新的文献求助10
16秒前
小潘完成签到,获得积分10
16秒前
Cherie完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Rosenblum, Global Change Biology 500
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7767525
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9311083
关于积分的说明 20321775
捐赠科研通 7352505
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3315412
关于科研通互助平台的介绍 2464693
邀请新用户注册赠送积分活动 2330053