【技術實現步驟摘要】
本申請涉及氣力運輸，特別涉及一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，還涉及一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制裝置、電子設備以及計算機可讀存儲介質。
技術介紹
1、深海礦物資源的開發利用是眾多國家亟待解決的任務。近年來，管道提升式采礦系統被認為是工業實踐中最有應用價值的系統，氣力提升是管道提升法中的一種。氣力提升是通過被壓縮空氣進入提升管道后膨脹釋放能量，將礦物從海底提升到采礦船上，其所依據的基本理論是提升管道內的動量平衡，包括提升管道的海底入口處、壓縮空氣入口處及提升管道在采礦船上出口處的液體、固體和氣體的總動量平衡。因此，從提升機理上來解釋，是進入管道的氣體以及氣泡與水之間的滑移導致管內液體(海水)上升，當液體的上升速度大于固體顆粒(礦物)在液體中的沉降速度，就會推動固體從海底上升到采礦船表面。
2、可見，氣力提升管道輸運礦產顆粒問題是氣、液、顆粒三相流力學問題。有鑒于海底氣力管道顆粒輸運采礦技術的重要性和相關基礎研究的薄弱性，需要自主掌握海底采礦技術。然而，目前海底采礦的氣力管道輸運數值仿真研究的發展相對滯后，極大地阻礙了氣力管道顆粒輸運研究的發展。
3、因此，如何在氣力運輸過程中進行準確的氣液固三相控制，以便實現更為準確高效的氣力運輸是本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本申請的目的是提供一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，該氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法可以在氣力運輸過程中進行準確的氣液固三相控制，以便實現更為準確高效的氣力運輸
2、第一方面，本申請提供了一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，包括：
3、獲取氣力運輸過程中的運輸信息，并根據所述運輸信息確定氣力運輸設備的固壁面的質點速度和所述氣力運輸設備內的固體顆粒位移信息；
4、在預設約束條件下，根據所述質點速度確定所述固壁面的流體微團速度和lbm粒子數概率密度分布；
5、利用fdm氣液兩相求解器對所述流體微團速度進行計算，獲得氣液兩相數值界面；
6、利用pp-dns求解器對所述固體顆粒位移信息進行計算，獲得固體顆粒速度信息；
7、根據所述lbm粒子數概率密度分布、所述氣液兩相數值界面、所述固體顆粒速度信息對所述氣力運輸過程進行氣液固三相控制。
8、可選地，所述預設約束條件包括固壁面邊界條件對流體的約束和氣液兩相表面張力對流體的約束；
9、相應地，所述在預設約束條件下，根據所述質點速度確定所述固壁面的流體微團速度和lbm粒子數概率密度分布，包括：
10、根據所述固壁面邊界條件對流體的約束確定固壁面約束的力源項矢量；
11、根據所述氣液兩相表面張力對流體的約束確定氣液兩相表面張力矢量；
12、結合時間信息隱式時間推進技術對所述固壁面約束的力源項矢量、所述氣液兩相表面張力矢量、所述質點速度進行計算，獲得所述固壁面的流體微團速度；
13、利用液相求解器對所述流體微團速度進行計算，獲得所述lbm粒子數概率密度分布。
14、可選地，所述結合時間信息隱式時間推進技術對所述固壁面約束的力源項矢量、所述氣液兩相表面張力矢量、所述質點速度進行計算，獲得所述固壁面的流體微團速度，包括：
15、利用預設約束求解公式計算獲得所述流體微團速度；所述預設約束求解公式為：
16、
17、
18、
19、其中，表示流體微團速度矢量，表示固壁面約束的力源項矢量；表示所述氣液兩相表面張力矢量；表示固體顆粒反饋力矢量；表示質點速度矢量；dt表示離散時間步；n表示時間步序號；ψ表示所述液冰兩相求解器的相函數。
20、可選地，所述利用液相求解器對所述流體微團速度進行計算，獲得所述lbm粒子數概率密度分布，包括：
21、利用所述液相求解器中的液相求解公式對所述流體微團速度進行計算，獲得所述lbm粒子數概率密度分布；所述液相求解公式為：
22、
23、
24、其中，α表示lbm算法的粒子序數號；fα表示所述lbm粒子數概率密度分布；表示lbm粒子離散速度矢量；τ*表示lbm碰撞弛豫時間；表示平衡態lbm粒子數概率密度分布函數；ρ表示lbm密度；ωα表示lbm粒子離散速度矢量的權函數；cs表示lbm音速。
25、可選地，所述利用fdm氣液兩相求解器對所述流體微團速度進行計算，獲得氣液兩相數值界面，包括：
26、利用所述fdm氣液兩相求解器中的氣液兩相求解公式對所述流體微團速度進行計算，獲得所述氣液兩相數值界面；所述氣液兩相求解公式為：
27、
28、
29、ν*＝φνwater+(1-φ)νgas；
30、
31、
32、
33、其中，φ表示所述氣液兩相數值界面；ε表示數值滑參數；ν*表示表觀運動粘度；νwater表示水運動粘度；νgas表示氣體運動粘度；表示氣液兩相表面張力矢量；σ表示氣液兩相表面張力系數；κ表示氣液兩相界面曲率；表示氣液兩相界面法向量。
34、可選地，所述利用pp-dns求解器對所述固體顆粒位移信息進行計算，獲得固體顆粒速度信息，包括：
35、利用所述pp-dns求解器中的pp-dns求解公式對所述氣液兩相數值界面進行計算，獲得所述液冰兩相數值界面；所述pp-dns求解公式為：
36、
37、
38、
39、
40、
41、其中，表示固體顆粒反饋力矢量；表示點力模型的固體顆粒反饋力矢量；表示固體顆粒位移矢量；表示固體顆粒速度矢量；表示顆粒中心位置流體速度矢量；st表示顆粒慣性參數；rep表示固體顆粒的滑移雷諾數；cd(rep)表示流體對固體顆粒的拖曳系數函數；ρr表示固體顆粒相對密度；ρp表示固體顆粒密度；ρ*表示流體密度。
42、可選地，所述根據所述lbm粒子數概率密度分布、所述氣液兩相數值界面、所述固體顆粒速度信息對所述氣力運輸過程進行氣液固三相控制，包括：
43、根據所述lbm粒子數概率密度分布、所述氣液兩相數值界面、所述固體顆粒速度信息進行數值仿真，獲得數值仿真結果；
44、根據所述數值仿真結果對所述氣力運輸過程進行氣液固三相控制。
45、第二方面，本申請還公開了一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制裝置，包括：
46、第一確定模塊，用于獲取氣力運輸過程中的運輸信息，并根據所述運輸信息確定氣力運輸設備的固壁面的質點速度和所述氣力運輸設備內的固體顆粒位移信息；
47、第二確定模塊，用于在預設約束條件下，根據所述質點速度確定所述固壁面的流體微團速度和lbm粒子數概率密度分布；<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述預設約束條件包括固壁面邊界條件對流體的約束和氣液兩相表面張力對流體的約束；
3.根據權利要求2所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述結合時間信息隱式時間推進技術對所述固壁面約束的力源項矢量、所述氣液兩相表面張力矢量、所述質點速度進行計算，獲得所述固壁面的流體微團速度，包括：
4.根據權利要求3所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述利用液相求解器對所述流體微團速度進行計算，獲得所述LBM粒子數概率密度分布，包括：
5.根據權利要求3所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述利用FDM氣液兩相求解器對所述流體微團速度進行計算，獲得氣液兩相數值界面，包括：
6.根據權利要求5所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述利用PP-DNS求解器對所述固體顆粒位移信息進行計算，獲得固體顆粒速度信息，包括：
7.根據
8.一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制裝置，其特征在于，包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述預設約束條件包括固壁面邊界條件對流體的約束和氣液兩相表面張力對流體的約束；
3.根據權利要求2所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述結合時間信息隱式時間推進技術對所述固壁面約束的力源項矢量、所述氣液兩相表面張力矢量、所述質點速度進行計算，獲得所述固壁面的流體微團速度，包括：
4.根據權利要求3所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述利用液相求解器對所述流體微團速度進行計算，獲得所述lbm粒子數概率密度分布，包括：
5.根據權利要求3所述的氣力運輸過程中的氣液固三相控制方法，其特征在于，所述利用fdm氣液兩相求解器對所述流體...
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