Modelling of heat transfer in moving granular assemblies with a focus on radiation using the discrete ordinate method: A DEM-CFD approach (Open Access)
Rezvan Abdi*, Bo Jaeger, Enric Illana, Siegmar Wirtz, Martin Schiemann, Viktor Scherer
Keywords: AVM; DOM radiation; DEM-CFD; OpenFOAM
DOI: 10.1016/j.partic.2025.02.024
来自德国波鸿鲁尔大学的研究团队开发了一种结合了离散坐标法（DOM）的DEM-CFD方法，用以准确描述填充床中不同堆积密度下的辐射传播规律。该方法的特点是，基于平均体积法（Averaged Volume Method，AVM）将随时间变化的动量源项、能量源项和孔隙度整合到Navier-Stokes方程中，并通过调节与局部孔隙度和颗粒数量相关的参数如吸收系数、发射系数以及净辐射热通量等来考察颗粒堆积密度对系统辐射换热的影响。作者通过与文献中 P1 辐射模型的已有数据及对应实验数据进行对比，验证了模型的有效性。进一步，作者基于构建的离散坐标辐射模型，研究了系统中壁面、颗粒和流体表面温度以及净辐射通量的变化，重点分析了三种不同堆积密度下辐射在颗粒系统中的穿透情况，以及对流、传导和辐射传热的综合效应。研究表明，辐射主导了系统的传热行为，且堆积密度决定了辐射的穿透深度；传导则主要促使系统内颗粒温度分布趋于均匀。
研究结果可帮助加深对移动床中颗粒传热行为的理解与认知，为模拟处于高温环境工业应用中的颗粒系统的传热行为提供理论参考。
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文章信息
Abdi, R., Jaeger, B., Illana, E., Wirtz, S., Schiemann, M., & Scherer, V. (2025). Modelling of heat transfer in moving granular assemblies with a focus on radiation using the discrete ordinate method: A DEM-CFD approach. Particuology, 100, 78-94. https://doi.org/10.1016/j.partic.2025.02.024.