Besides, both the CFD-DEM and MPPIC show the same trend when changing the operating parameters.
The results show that the difference between the MPPIC and the CFD-DEM in predicting the H2 share is no more than 0.26%, while the errors between the simulation and the experiment are 0.45% (CFD-DEM) and 0.71% (MPPIC), respectively. The effects of steam-to-biomass ratio and reactor temperature are explored. The composition of the product gases is predicted and the trajectories, diameters, heat transfers, and temperatures of the discrete particles are compared.
#Open kn5 with sim series
A series of reactions, including the drying, pyrolysis, and homogeneous and heterogeneous reactions, are implemented. This paper compares the two Eulerian-Lagrangian methods, computational fluid dynamics–discrete element method (CFD-DEM) and multiphase particle-in-cell (MPPIC), in simulating the biomass gasification in the fluidized bed. Enfin, dans un soucis d’intégration de l’approche NSCD-PDAS dans un contexte purement applicatif, l’implémentation a été réalisée dans un solveur open source permettant à la fois d’hériter du parallélisme massif, de simuler des écoulements granulaires couplés au fluide, et de comparer les performances par rapport à la DEM propre au solveur. Plusieurs simulations numériques sont rapportées à des fins de vérification et de validation, mais également pour évaluer l’efficacité et les performances des méthodes PDAS par rapport à d’autres méthodes numériques.
Un soin particulier est attaché à la mise au point d’un algorithme de résolution des lois de contact et de frottement dans le cadre non-régulier de la NSCD en milieu granulaire. Sur la base de ces prérequis, l’objectif de ce travail de thèse vise à fournir une généralisation de l’approche non-régulière NSCD-PDAS aussi bien pour les problèmes de contacts élastiques et hyperélastiques que pour ceux en dynamique multi-corps rigide. Ces méthodes sont basées sur le principe suivant : les conditions de contact et de frottement sont reformulées sous forme de fonctions de complémentarité non-linéaires dont la solution est fournie par la méthode itérative semi-régulière de Newton. La littérature regorge de méthodes numériques permettant de résoudre ces équations, mais récemment, les méthodes type Primal-Dual Active Set (PDAS) ont émergé comme des méthodes simples à mettre en oeuvre et efficaces pour résoudre ce genre de problèmes. Plutard, d’autres stratégies de simulations par éléments discrets ont été élaborées, notamment l’approche Non-Smooth Contact Dynamics qui consiste à prendre en compte les interactions de contacts avec frottement collectivement au cours d’un pas de temps, sans avoir recours à un processus de régularisation, et dont La gestion des équations de la dynamique non-régulière se fait au travers de l’algorithme de Gauss-Seidel non-linéaire (NLGS). La dynamique granulaire est alors gouvernée par la deuxième loi de mouvement de Newton combinée à un modèle de contact régulier. Face à ces défis, des outils adaptés permettant de modéliser la dynamique granulaire ont vu le jour, principalement regroupés sous le terme de Méthode des Éléments Discrets (DEM). La communauté scientifique qui s’intéresse particulièrement à l’étude de ces milieux se trouve non seulement confrontée au caractère complexe des interactions régissant leur dynamique, mais surtout au besoin récurrent et croissant de les simuler. De nos jours, l’appréhension des milieux granulaires et de leurs comportements devient un enjeu majeur pour les industriels de plusieurs secteurs d’activité.
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