彭德其， 王依然， 侯家鑫， 俞天兰， 吴淑英， 王志平

(1. 湘潭大学机械工程学院， 湖南湘潭411105； 2. 湖南工业大学机械工程学院, 湖南株洲412007；3. 湘潭锅炉有限责任公司, 湖南湘潭411202)

液固两相流换热器具有强化传热及防垢除垢特性，被广泛应用于化工、 海水淡化等工业领域。由于目前实验获取颗粒运动特性的方法对实验设备要求较高， 实验成本受到限制,因此，越来越多学者选择建立各种数值模型解决该问题，其中CFD-DEM模型所需要的经验参数较少，对颗粒尺度微观信息获取较简便，有利于研究液固两相流动的微观机理。

由于球形颗粒简单，过去以球形颗粒为研究对象，使用CFD方法进行研究[1]，如Kerst等[2]通过对液固流化床中两相流实验与CFD-DEM耦合模拟对比， 获得了固体颗粒在流化床中分布形态和运动信息；Wang等[3]的研究表明，竖直液固流化床中流体进口速度增加会增大颗粒在轴向方向的速度；Razzak等[4]发现液固两相中直径较大颗粒有更好的均匀性。在实际应用中颗粒形状多为非球形[5]，由于非球形颗粒建模难度较大，对异形颗粒研究较少。针对这种情况，提出多种模型用于描述非球形颗粒，包括超椭球模型[6-7]、 复合球模型[8]、 多面体模型[9]、 真实形状模型[10]等。借助于这些颗粒模型，近年来对非球形颗粒系统的CFD-DEM数值模拟研究取得了较大进展[11-12]。Ma等[13]建立非结构化CFD网格和棒状颗粒与复杂几何接触检测的CFD-DEM模型,对复杂几何形状的气-固流化床中棒状颗粒流态化进行模拟，发现具有较高的效率和精度。……