【技术实现步骤摘要】
本申请涉及多物理场耦合模拟仿真计算，特别是涉及一种闪速炉流固耦合仿真计算方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、闪速炉内部是气体、颗粒多相反应体系，涉及流场-温度场-化学反应多物理场耦合过程。工业生产条件下，闪速炉内温度高达1400℃左右，受现有测量手段和方法限制，很难通过传统测试方法了解闪速炉内的气粒两相分布、温度等流场关键信息。随着计算机技术和cfd(computational fluid dynamics，计算流体力学)方法的快速发展，近年来，数值仿真技术在闪速炉内流场、颗粒相运动预测方面已得到一定应用和发展，为更好地了解和认识闪速炉内气固运动机理及规律提供了一个直观、有效的研究手段。
2、相关试验研究显示，颗粒在下落过程中由于碰撞会使粒径增大为原来的5倍左右，颗粒碰撞导致的粒径增大对于颗粒的反应速率和下落速度等都会产生显著影响。目前关于闪速炉的数值仿真对颗粒相的处理多采用离散相模型(dpm，discrete phase model)方法，但是该方法忽略了颗粒-颗粒之间的相互碰撞及由此导致的颗粒粒径的变化，导致结果与实际工业生产存在一定差距，得到的闪速炉模拟和预测结果不准确，缺乏指导意义，难以为实际生产过程中操作条件的优化调控提供理论和数据支撑。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种闪速炉流固耦合仿真计算方法、系统、设备及存储介质，主要目的在于解决目前忽略了颗粒-颗粒之间的相互碰撞及由此导致的颗粒粒径的变化，导致结果与实际工业生产存在一定差距，得到的闪
2、依据本申请第一方面，提供了一种闪速炉流固耦合仿真计算方法，该方法包括：
3、在虚拟闪速炉工作的过程中，基于颗粒部分和流体部分之间的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度；
4、在更新所述颗粒部分的位置和速度的过程中，持续根据所述颗粒部分和所述流体部分两相间的质量传递数据，确定所述流体部分和所述颗粒部分的质量变化数据，以及根据所述颗粒部分和所述流体部分两相间的热量传递数据，确定所述流体部分和所述颗粒部分的能量变化数据；
5、利用所述质量变化数据和所述能量变化数据，对所述颗粒部分的颗粒信息和所述流体部分的流体信息进行更新；
6、依据所述两相间作用力、所述质量变化数据、所述能量变化数据、更新后的所述颗粒信息以及更新后的所述流体信息，生成闪速炉仿真计算结果。
7、可选地，所述在虚拟闪速炉工作的过程中，基于颗粒部分和流体部分之间的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度之前，所述方法还包括：
8、基于三维建模软件构建闪速炉的三维模型，得到所述虚拟闪速炉；
9、将所述三维模型导入颗粒相软件；
10、将所述三维模型导入网格划分软件，基于所述网格划分软件对所述三维模型进行网格划分，以及将网格划分后的所述三维模型导入流体相软件；
11、创建耦合计算接口，基于所述耦合计算接口建立所述颗粒相软件和所述流体相软件之间的数据链接，以及创建附加计算接口，基于所述附加计算接口计算所述质量变化数据和所述能量变化数据；
12、利用所述颗粒相软件和所述流体相软件模拟所述虚拟闪速炉的工作状况。
13、可选地，所述创建耦合计算接口，基于所述耦合计算接口建立所述颗粒相软件和所述流体相软件之间的数据链接，以及创建附加计算接口，基于所述附加计算接口计算所述质量变化数据和所述能量变化数据，包括：
14、创建所述耦合计算接口、所述耦合计算接口的源文件，生成耦合接口文件；
15、对所述耦合接口文件进行编译，生成对象库，基于所述流体相软件加载和调用所述对象库，以使所述颗粒相软件和所述流体相软件调用所述耦合计算接口实现数据链接；
16、创建附加计算接口，获取所述附加计算接口的附加接口文件，对所述附加接口文件进行编译，生成动态链接库，将所述动态链接库的文件存储至所述颗粒相软件的算例文件夹内，以及基于所述颗粒相软件加载和调用所述动态链接库，以使所述附加计算接口完成所述流体部分和所述颗粒部分之间质量变化和能量变化的相关计算。
17、可选地，所述利用所述颗粒相软件和所述流体相软件模拟所述虚拟闪速炉的工作状况，包括：
18、基于所述流体相软件对所述流体部分进行初始化，开始模拟所述虚拟闪速炉的工作状况；
19、通过所述耦合计算接口调用所述颗粒相软件，开始模拟所述虚拟闪速炉的工作状况，以及进入所述颗粒相软件当前时间步的计算。
20、可选地，所述在虚拟闪速炉工作的过程中，基于颗粒部分和流体部分之间的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度，包括：
21、在所述虚拟闪速炉工作的过程中获取所述颗粒部分的颗粒信息，以及获取所述流体部分的流体信息；
22、根据所述颗粒信息和所述流体信息，计算所述两相间作用力；
23、将所述两相间作用力加载到颗粒控制方程中，以及按照加载后的所述颗粒控制方程实时更新所述颗粒部分的位置和速度。
24、可选地，所述依据所述两相间作用力、所述质量变化数据、所述能量变化数据、更新后的所述颗粒信息以及更新后的所述流体信息，生成闪速炉仿真计算结果，包括：
25、将所述两相间作用力作为动量源项加载到流体的动量方程中，将所述质量变化数据作为质量源项加载到连续性方程中，将所述能量变化数据作为能量源项加载到能量方程中，以及对加载后的多个方程进行计算，得到当前时间步中所述流体部分的计算结果；
26、统计当前已完成计算的时间步的总时长，确定预设时长，将所述总时长与所述预设时长进行比对，判断所述总时长是否达到所述预设时长；
27、参照所述总时长是否达到所述预设时长的判断结果，对更新后的所述颗粒信息以及更新后的所述流体信息进行处理，生成所述闪速炉仿真计算结果。
28、可选地，所述参照所述总时长是否达到所述预设时长的判断结果，对更新后的所述颗粒信息以及更新后的所述流体信息进行处理，生成所述闪速炉仿真计算结果，包括：
29、当得到的判断结果指示所述总时长达到所述预设时长时，结束闪速炉的耦合计算，利用当前已完成计算的每个时间步中所述流体部分的计算结果、更新后的所述颗粒信息和更新后的所述流体信息，生成所述闪速炉仿真计算结果；
30、当得到的判断结果指示所述总时长未达到所述预设时长时，进入下一个时间步的计算，利用更新后的所述颗粒信息和更新后的所述流体信息，重新计算所述颗粒部分和所述流体部分之间的两相间作用力，基于重新计算的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度，重新根据所述颗粒部分和所述流体部分两相间的质量传递数据，确定所述流体部分和所述颗粒部分的质量变化数据，以及根据所述颗粒部分和所述流体部分两相间的热量传递数据，确定所述流体部分和所述颗粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种闪速炉流固耦合仿真计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在虚拟闪速炉工作的过程中，基于颗粒部分和流体部分之间的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述创建耦合计算接口，基于所述耦合计算接口建立所述颗粒相软件和所述流体相软件之间的数据链接，以及创建附加计算接口，基于所述附加计算接口计算所述质量变化数据和所述能量变化数据，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述颗粒相软件和所述流体相软件模拟所述虚拟闪速炉的工作状况，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在虚拟闪速炉工作的过程中，基于颗粒部分和流体部分之间的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述两相间作用力、所述质量变化数据、所述能量变化数据、更新后的所述颗粒信息以及更新后的所述流体信息，生成闪速炉仿真计算结果，包括：
7.根据权利要求
8.一种闪速炉流固耦合仿真计算系统，其特征在于，所述闪速炉流固耦合仿真计算系统包括流体相软件和颗粒相软件，所述流体相软件和所述颗粒相软件之间建立有耦合计算接口和附加计算接口，且基于所述耦合计算接口实现数据传输，基于所述附加计算接口实现质量变化数据和能量变化数据的计算：
9.一种设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种闪速炉流固耦合仿真计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在虚拟闪速炉工作的过程中，基于颗粒部分和流体部分之间的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述创建耦合计算接口，基于所述耦合计算接口建立所述颗粒相软件和所述流体相软件之间的数据链接，以及创建附加计算接口，基于所述附加计算接口计算所述质量变化数据和所述能量变化数据，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述颗粒相软件和所述流体相软件模拟所述虚拟闪速炉的工作状况，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在虚拟闪速炉工作的过程中，基于颗粒部分和流体部分之间的两相间作用力，实时更新所述颗粒部分的位置和速度，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述两相间作用力、所述质量变化数据、所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭天宇，李倩，姚心，张思弘，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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