首页/文章/ 详情

Fluent群体平衡PBM模型矩方法应用详解(附视频教程)

精品
作者优秀平台推荐
详细信息
文章亮点
作者优秀
优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
平台推荐
内容稀缺
1月前浏览2887

本文摘要(由ai生成):

这篇文档主要介绍了群体平衡模型(PBM)的相关知识,包括其简介、计算方法、矩方法的特点、数值方法以及相关课程推荐等。文档首先介绍了 PBM 模型的定义、应用场景和计算方法,包括离散方法和矩方法。其次,文档详细介绍了矩方法的种类、适用性、优势和劣势,并通过对比 SMM 和 QMOM 两种矩方法,说明了它们的特点和适用范围。最后,文档推荐了两门与 PBM 模型相关的课程,帮助工程师和理工科学子更好地理解和掌握 PBM 模型。


导读:PBM模型你是否深入了解,DPM模型或DEM模型等相比,PBM模型在处理这些方面有着怎样的不同?本文会详细介绍,可查看《PBM模型矩方法应用和详解》视频教程,介绍了PBM模型矩方法的应用和详细讲解和离散方法不同,矩方法有其特有的优势。可以减少方程数量,让计算更加简单。

一、认识PBM模型

1、简介

PBM模型,即群体平衡模型,具备独特的特性。它能够综合考虑颗粒(包括气泡)的尺寸分布,并对颗粒的多种行为进行全面考虑,如成核、生长、分散、溶解、聚集和破碎等过程。

与DPM模型或DEM模型等模型相比,PBM模型在处理这些方面有着明显不同的应用场景和优势。

可以应用种群平衡的情况包括结晶、气相或液相的沉淀反应、气泡柱、气体喷射、喷雾、流化床聚合、造粒、液-液乳液和分离以及气溶胶流动。

2、PBM计算方法

Fluent主要提供了两种方法来计算PBM模型,一种是离散方法Discrete,另外一种是矩方法Moment。

离散方法的主要特点:计算比较稳定,可以直接获取粒径分布PSD或者BSD。但计算量比较大,计算时间较慢。具体设置我们在之前的文章Fluent PBM模型及欧拉多相流应用讲解(附视频教程)中有所介绍。

而矩方法相较于离散方法有明显的优势:对于离散方法来说,想要获取比较准确的粒径分布,必须将粒径划为更多的分区Bins。比如我们将粒径划分为20个bins,那么离散方法需要计算20个方程,会大大降低计算速度,同时收敛性也较差。

矩方法不存在这样的问题,一般我们求解6个矩方程就可以表示颗粒粒径分布,这样可以加快计算速度和收敛性。

二、矩方法的特点

1、矩方法种类

Fluent 提供了三种矩方法,分别是

  • Standard Moments标准矩方法

  • Quadrature Moments正交矩方法

  • DQMOM直接正交矩方法

不同的矩方法有不同的适用性,需要根据自己的工况来选取合适的矩方法。

2、矩方法的适用性

其中的DQMOM方法必须需要设置四相,适用性不强。我们主要介绍另外两种矩方法Standard Moments标准矩方法和Quadrature Moments正交矩方法。

3、Standard moment标准矩

矩原理:利用矩来替代离散方法;通过不同数量的矩来表述PSD;第0个矩表示总数密度,第二个矩表示单位体积的总表面积,第三个矩表示总质量密度。

优势:减少方程数量,计算更加简单。矩方法最大的优点是计算高效,对于标准矩来说,一般求解三到六个矩方程即可。

劣势:只能考虑恒定速率凝并和粒径无关的生长项;无法模拟破碎。气泡速度相同。以平均值和总量代表粒子分布,难以获得PSD。

4、Quadrature moment积分矩阵

主要考虑凝并,对PSD的准确性不高。相较于SMM,QMOM方法优点更多,适用性更强。

优势:6或8个矩阵,计算高效;可模拟破碎。克服了SMM只能考虑恒定速率凝并和粒径无关的生长项。

劣势:PSD不够精确;气泡速度相同。

三、数值方法

1、SMM数值方法

从数值方法中我们大致能够理解SMM和QMOM适用性的原因。

定义mk为第k个矩阵,其中的L为颗粒尺寸,N为矩阵的个数

其中的凝并项和破碎项可用下式表示

对于长大项

从这些矩阵中,可以获得描述粒子总体性质的参数

分别为单位体积空气中总数量、总尺寸、总面积、总体积和平均粒径

2、QMOM数值方法 
正交近似认为粒径分布为多项式分布
上式中,f(L)越接近多项式,上述近似就越精确
矩阵的定义为:
和上述的近似关系进行对比,可以求解得到正交近似
使用QMOM,对团聚和破碎没有限制。团聚项和破碎项可表示如下:
长大项定义如下式,可以使用尺寸相关的长大速率

四、PBM相关课程重点推荐

1、课程推荐一  

本课程为原创课程,介绍PBM模型矩方法的适用性、矩方法重要内容、矩方法后处理仿真秀首发的视频课程PBM模型矩方法应用和详解帮助工程师和理工科学子更好的理解。

PBM模型矩方法应用和详解

可开电子发票,赠送答疑专栏

提供vip群交流,课程可反复回看

识别下方二维码,立即试看

2、课程推荐二  

为了更好的理解掌握PBM模型参数设置、欧拉多相流次相颗粒属性设置、颗粒-气泡等仿真秀首发的视频课程Fluent PBM模型及欧拉多相流详解20讲帮助工程师和理工科学子更好的理解。        

Fluent PBM模型及欧拉多相流详解20讲

可开电子发票,赠送答疑专栏

提供vip群交流,课程可反复回看

识别下方二维码,立即试看

(完)

来源:仿真秀App
Fluent多相流群体平衡电子
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-03-28
最近编辑:1月前
仿真圈
技术圈粉 知识付费 学习强国
获赞 9250粉丝 20532文章 3207课程 207
点赞
收藏
未登录
还没有评论

课程
培训
服务
行家

VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈