中文摘要：

申请人的创新性工作包括两方面。首先，应用和改进能量最小多尺度模型，针对快速流态化系统存在颗粒聚团的介尺度结构，建立了基于EMMS方法的曳力模型，极大提高了传统CFD模型的计算准确性。该模型可捕获流化床中颗粒聚团现象，提高了颗粒饱和夹带量的预测精度，从理论角度验证了床层存料量对提升管流动行为的影响。该工作发表后引起了国内外研究CFD曳力模型和介尺度亚格子模型的热潮。其次，申请人近年来致力于气液多相体系介尺度结构的研究，在气液体系稳定性条件的基础上，从理论上预测和初步解释了气液体系宏观流型转变的底层物理原因，即微尺度能耗最小值点在三维结构参数空间内发生了跃迁，导致体系结构参数发生突变，从而引起了流型过渡。本项目将深入研究气液和气液固体系的介尺度结构，通过实验捕获介尺度结构的特征参数，建立考虑介尺度结构影响的气液CFD相间传递本构模型，应用直接数值模拟探索流体微元内流动、传递和反应的耦合机制。