粗糙颗粒：流化床

流化是固体颗粒通过气体或液体中的悬浮液转换为类流体状态的过程。颗粒流化是许多工业过程的一部分，包括生物质燃料生产、流体催化裂化 (FCC) 和流化床气化炉。容纳流化床的容器称为流化床反应器。

本教程演示使用 DEM 技术对流化床建模的工作流程，该技术可在结果精度和模拟速度之间实现平衡。在此模拟中，不考虑热和质量传递。使用简单的圆柱几何对流化床反应器建模。几何的底部入口边界可再现气体分布器（如喷洒器）的行为，将反应器的充气室多孔区域与流化颗粒占用的内部空间分离。

下图显示了本教程中使用的几何：

空气以 1.49 kg/s 的指定速率流入反应器，从而提供高于最小流化速度的恒定表观速度。空气通过压力出口离开该域。流入和流出边界不对固体颗粒渗透。所有固体颗粒均在第一个时间步喷射到喷射体积中，从而缩短了其在反应器中沉降的时间。

对于涉及相对较少颗粒数量的流体，可以设定和求解每个颗粒的控制方程。但是，如果颗粒数较大，则统计方法更实用。为此，Simcenter STAR-CCM+ 提供了粗糙颗粒粒子束接触模型，其中，计算粒子束的数量减少时会以统计方式表示多个较小的相同颗粒。此方法可减少 DEM 模拟的计算时间，尤其是对那些高载荷小固体颗粒的模拟（例如在流化床应用中）。线性凝聚力模型还应用于模拟颗粒之间的分子间吸引力或湿颗粒之间的凝聚力效应。该模型将与接触模型协同发挥作用，因此颗粒附着时，粗糙颗粒粒子束接触模型和线性凝聚力模型会同时运行。模拟开始后，双向耦合模型便会激活，可使颗粒相与连续相交换质量和动量。