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申请/专利权人：东北石油大学

摘要：本发明涉及的是基于CFD‑DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法，它包括：构建流体域，建立流体域边界；获取液态烃与蜡晶颗粒的物性参数，确定含蜡原油数值模拟的基本物性参数；采用结构化网格对构建的流体域进行网格划分并调整；对流体连续性方程、动量方程进行求解；通过控制转子剪切速率，构建库埃特层流流场；通过监测转子所受力矩得到体系的表观黏度；将蜡晶颗粒随机注入流体域内部，通过曳力模型将流场信息传递给颗粒，实现流体‑颗粒相互作用；提取蜡晶颗粒间的接触矢量，构建含蜡原油细观尺度接触网络，得到力链网络结构，筛选出强、弱力链。本发明能直观地观测到蜡晶的三维网络结构，并准确测量蜡晶间的相互作用变化。

主权项：1.一种基于CFD-DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：构建流体域，确定数值模拟区域参数，数值模拟区域参数包括模型尺寸和间隙宽度，建立流体域边界；步骤二：通过实验测量手段获取液态烃与蜡晶颗粒的物性参数，确定含蜡原油数值模拟的基本物性参数，液态烃参数包括密度、黏度；蜡晶颗粒参数包括密度、粒径、质量分数、泊松比、杨氏模量、哈梅克常数和zeta电势；步骤三：基于CFD-DEM耦合理论与非解流耦合方法，采用结构化网格对构建的流体域进行网格划分，根据蜡晶颗粒尺寸以及网格质量对网格尺寸进行调整；步骤四：采用有限体积法对流体连续性方程、动量方程进行求解；通过控制转子剪切速率，构建库埃特层流流场；通过监测转子所受力矩得到体系的表观黏度；步骤五：将蜡晶颗粒随机注入流体域内部，通过koch-hill曳力模型将流场信息传递给颗粒，实现流体-颗粒相互作用；基于离散单元法对颗粒运动方程进行求解；采用软球模型，计算颗粒之间的接触作用，引入范德华力、静电斥力等分子间相互作用力，模拟含蜡原油中蜡晶颗粒的黏附、聚集行为；再通过耦合文件将颗粒信息传递给流场，完成一次固-液两相耦合运算的循环，实现颗粒-流体、流体-颗粒、颗粒-颗粒相互作用的四向耦合，实现剪切作用下含蜡原油中蜡晶颗粒动力学行为演变的数值模拟；步骤六：提取蜡晶颗粒间的接触矢量，构建含蜡原油细观尺度接触网络；通过对含蜡原油细观尺度接触网络的二次处理，使接触矢量能够根据接触力大小调整粗细，得到力链网络结构，筛选出强、弱力链。

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百度查询： 东北石油大学 基于CFD-DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法