周伟

武汉大学

个人简介：周伟，武汉大学水利水电学院教授、博士生导师，兼任中国水力发电工程学会理事、中国大坝学会数值模拟专委会和多功能大坝专委会副主任委员，担任计算力学领域SCI期刊Engineering Computations编委、《岩土力学》编委、《武汉大学学报工学版》编委。主要从事水工高坝结构的宏细观变形机理、稳定分析理论和连续-离散耦合数值分析方法(Combined finite-discrete element method)方面的教学和研究工作。主持6项国家自然科学基金项目和50余项重大水电工程课题。发表论文150余篇，其中SCI收录88篇、 EI收录92篇。参编行业规范4部。授权国家专利7项、软件著作权5项，撰写专著2部。研究成果2008获湖北省科技进步特等奖(KJ排名第25)、2009年湖北省科技进步一等奖(排名第2)、2010年国家科技进步二等奖(排名第4)、2013年获湖北省科技进步二等奖(排名第1)、2015年获教育部科技进步一等奖(排名第1)。

报告题目：基于深度学习的颗粒材料FEM-ML-DEM模型

柴振华

华中科技大学

个人简介：柴振华，教授，博士生导师，教育部青年长江学者。近年来，主要从事介观格子Boltzmann方法、多相流等方面的相关研究，主持和参与省部级以上科研课题10余项，在国内外学术期刊SIAM J. Sci. Comput., Phys. Rev. E, Phys. Fluids等共发表论文100余篇，SCI引用2800余次。

报告题目：带电颗粒在Poiseuille流中迁移的扩散界面格子Boltzmann模型

报告摘要：本文建立了统一的扩散界面格子Boltzmann模型（DI-LBM），并利用其研究了带电颗粒在Poiseuille流中的迁移问题。该问题的控制方程包括描述流场的Navier-Stokes方程、电场的Poisson方程以及颗粒的牛顿第二定律。首先，我们通过几个基准问题验证了模型的有效性；然后，我们借助发展的模型研究了电场对Poiseuille流中带电颗粒侧向迁移的影响。研究结果表明，电场对带电颗粒的侧向迁移有着显著的影响。当施加竖直方向的电场时，若电场强度大于某一临界值，初始位置在管道中心线以上的颗粒的平衡位置会突然下降至管道中心线以下。这是由于五种竞争机制导致的，包括由润滑产生的壁面排斥力、与剪切滑移有关的惯性升力、颗粒旋转产生的升力、不受扰动的速度剖面的曲率产生的升力和电场力。此外，当施加水平方向的电场时，随着电场强度的增大，颗粒的平衡位置会向管道中心线方向移动。特别地，我们发现施加水平方向外加电场可以有效的控制颗粒在管道中的位置。

赵永志

浙江大学

个人简介：多年来主要围绕离散单元法及颗粒技术、多相流与计算流体力学、氢能源安全及储输技术开展研究，曾主持和参加包括国家自然科学基金、国家863计划、国家973计划课题、国家重点研发计划课题等国家级项目和课题10项，授权发明专利10余项，在国内外学术期刊上发表论文140余篇。在离散单元法及颗粒技术、多相流与流态化、氢能安全及储输技术特别是DEM模型、CFD-DEM耦合模型及数值模拟领域，在《AIChE Journal》、《Chemical Engineering Science》、《Powder Technology》、《International Journal of Hydrogen Energy》等国际期刊上发表SCI收录论文87篇，论文被引2400余次，H指数27，受邀在国内外学术会议做大会报告及特邀报告10余次。开发了基于离散单元法的通用CAE软件DEMSLab，已在国内外得到广泛应用。个人主页链接：https://person.zju.edu.cn/aemslab

报告题目：非球形离散单元模型、算法、应用与展望

报告摘要：非球形DEM（离散单元法）是颗粒仿真技术的发展前沿，近年来已发展出多种非球形DEM模型及算法，包括组合球模型、超椭球模型、组合超椭球模型、多面体模型、球谐函数非球形模型等，但其中大部分模型和方法迄今并没有在工程中得到广泛应用。本报告将首先介绍不同的非球形DEM颗粒形状模型、接触模型和碰撞检测算法，然后从模型精度、建模难度、计算效率、算法稳定性等角度分析各种模型和算法的优点和缺点，并针对其在工程中不同领域的应用，通过实例分析探讨各种非球形DEM在不同领域的发展前景，最后总结出未来非球形DEM的发展方向并给出建议，供颗粒仿真技术领域的研究者参考。

许文祥

河海大学

个人简介：许文祥，男，汉族，1983年7月生，安徽省池州市人，民盟。美国亚利桑那州立大学(2018)、德国慕尼黑工业大学(2015)、波兰琴斯托霍瓦理工大学(2014)的访问教授。主要从事颗粒与多孔介质力学在土木和水利工程领域的应用基础研究。入选全球前2%顶尖科学家榜单（材料与工程两个领域），江苏省“333人才工程”中青年学术技术带头人，江苏省“六大人才高峰”；获省部级/行业科技奖励5项。承担国家自然科学基金4项（原创、面上、青年），江苏省自然科学杰出青年基金和优秀青年基金，十三五国家重点研发计划、中国博士后特别资助等科研项目。在Science Advances等国际高水平期刊上发表SCI论文80余篇，被引2000余次，授权发明专利7项，登记软件著作权9件，参编行业标准2部、著作1部。现为1个国际SCI期刊副主编，《应用力学学报》青年编委，中国力学学会颗粒材料计算力学专业组委员，中国水利学会水工结构专委会委员，等。个人主页：https://www.researchgate.net/profile/W_Xu3 

报告题目：非球硬核-软壳结构连续逾渗理论：从颗粒随机紧密堆积到软粒子逾渗

报告摘要：硬核-软壳结构连续逾渗模型在凝聚态物理、材料、胶体、能源等领域有着广泛的应用。当软壳厚度趋近于0时，核壳结构连续逾渗极限至硬颗粒随机堆积逾渗相变；当软壳厚度趋近无穷大时，核壳结构连续逾渗极限至软化粒子（孔隙）逾渗。经典的Cherry-Pit模型（球体硬核-软壳结构)已经在颗粒随机堆积和孔隙逾渗体系研究中发挥了重要的作用，取得了卓越的成果（与之相关诞生了2位诺贝尔奖得主）。然而，非球硬核-软壳结构连续逾渗的理论研究极其匮乏，特别是针对非球核壳结构的两种极限情况：非球颗粒随机堆积理论以及非球软粒子连续逾渗理论都是当前物理、材料、力学等多学科面临的共性挑战。本报告将介绍团队近年来在非球硬核-软壳连续逾渗理论方面的研究进展情况，包括非球颗粒随机紧密堆积理论和软粒子连续逾渗理论的探究。

高政国

北京航空航天大学

刘晓星

中国科学院过程工程研究所

个人简介：博士，研究员，博士生导师。2000年和2003年分别于天津大学化工学院获工学学士学位和硕士学位，2008年于中国科学院过程工程研究所获工学博士学位。2008年至2012年分别于法国格勒诺布尔综合理工大学和澳大利亚昆士兰大学做博士后，2012年获聘中国科学院过程工程研究所研究员并于当年回所工作。主要从事颗粒物料流变行为、脆性材料断裂力学、多相流流动传递和反应等的多尺度数值模拟研究，发表相关论文50余篇。先后主持国家重点研发计划课题、863课题、面上基金、NSAF联合基金、国防重点实验室基金，参与中科院战略先导科技专项、国家重大科学仪器设备开发专项、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作专项、联合基金重点项目等纵向项目多项。 个人主页：https://people.ucas.edu.cn/~xxliu

报告题目：移动床内颗粒响应行为空间相关特性研究

报告摘要：移动床在各种过程工业中具有广泛的应用。深入认识移动床内颗粒物料的流动力学行为，尤其是颗粒响应行为空间相关性所带来的非局域效应，对于建立和发展颗粒物料非局部流变模型，进而基于连续介质模型策略模拟移动床内颗粒物料具有重要的意义。本工作基于物理实验和离散单元法数值模拟，分析了移动床卸料过程中颗粒速度、受力等微观信息的时间波动特征，讨论了壁面、出口等边界效应对颗粒流动力学响应行为的影响规律。研究结果表明，移动床内底部出口上方存在一个具有明显上下边界的特殊区域，该区域内颗粒的力学行为似乎控制了整个床层内颗粒的流动特征。

李强

东北大学

个人简介：李强，副教授，东北大学。于1997、2001和2007年获得东北大学学士、硕士和博士学位后，留校任教至今，其中2018年4月至2019年4月在美国卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）从事访问研究工作。2017年入选沈阳市首批高层次人才-拔尖人才。在教学方面主要讲授“冶金传输原理”、“冶金反应工程”、“云计算导论”等课程，研究领域：冶金过程耦合离散相（气泡、液滴、颗粒）的多相“三传一反”理论、介尺度结构及多尺度现的模拟与仿真；绿色化及智能化钢铁冶金新技术及工艺开发。近年来，作为项目负责人承担国家级科研项目4项，省部级项目4项和中铝、宝钢、梅钢等企业合作项目5项。发表学术论文100余篇，其中SCI收录50余篇，授权发明专利8项。受邀担任加拿大NSRC科研项目评审和十几种国际权威学术刊物评阅专家。

报告题目：异质颗粒分层填充床的LES-LBM-IMB-DEM模拟及压降评估

报告摘要：异质颗粒分层（HAL）填充床广泛地应用于化工冶金的众多反应器内，如炼铁高炉和二氧化碳变压吸附等过程中，其内的透气性及压降特性是决定反应器性能的关键，但对其理解仍然有限。本研究探索建立LES-LBM-IMB-DEM（LLID）耦合模型[1]，以直接获得流固系统的相间封闭，研究其内流动特性并评估HAL床的压降。LLID模型特别涉及到使用多松弛时间格子玻尔兹曼模型[2]（MRT-LBM）与大涡模拟（LES）的颗粒间孔隙尺度湍流，使用离散元法（DEM）追踪颗粒-颗粒/壁的相互作用[3]，并使用沉浸移动边界（IMB）耦合流体-颗粒系统。基于单颗粒绕流，本研究校准了格子分辨率、子网格数、碰撞项和权重函数的搭配方式、松弛时间及Smagorinsky常数，并进一步基于流体流过单颗粒、规则颗粒床和HAL床的经典案例确认了建立的LLID模型的有效性。最后，应用LLID研究了HAL床内的速度和孔隙分布、界面湍流特征和阻力损失的机制，并通过关联界面区域和本体层之间的比压降关系，提出了一个新的用于计算HAL床压降的方程。

谭援强

华侨大学

个人简介：华侨大学教授、博士生导师。1999年毕业于中南大学机械工程专业，获工学博士学位，2002年晋升教授，2006年入选教育部新世纪人才。主要研究领域包括3D打印技术及装备、脆性材料加工工艺过程模拟及优化、机械传动及摩擦学、离散元应用等。先后主持国家自然科学基金项目5项，省部级重点项目4项，企业委托攻关项目10余项，发表论文近100篇，其中SCI/EI收录论文50余篇，获国家授权发明专利10余件。提出了脆性材料预应力加工工艺方法；将离散元仿真方法应用于散料机械和混凝土装备优化设计，解决了企业新产品开发难题。目前主要从事先进制造工艺模拟与优化、3D打印技术及装备等研究。

报告题目：复杂型腔填充工艺的离散元模拟研究

报告摘要：粉末冶金技术是采用粉体为原料，经填充、压制和烧结等工艺来制备金属材料、复合材料以及各种类型制品的近净成型工艺技术。在粉末填充模具型腔阶段，粉末在重力的作用下流入模具型腔。复杂形状产品的几何边界也是产品的功能界面，但由于型腔壁面效应等影响，复杂型腔边界的填充密实性、均匀性往往是产品的薄弱处。如果粉末填充模具型腔内的密实度及均匀性较差，压制后的素坯将出现密度分布不均、强度不足、裂纹和分层等问题，最终影响成型零件品质。实现粉体在复杂型腔中的密实填充是提高粉末冶金产品质量的关键工序。本研究采用离散元法模拟粉体填充型腔的过程，研究粉体物性、型腔结构、料靴运动工艺参数间的匹配，以及粉体颗粒间相互作用、颗粒与结构相互作用和颗粒与环境（物理场等）间的相互作用等，阐明并调控颗粒间相互作用、颗粒与型腔结构间相互作用、颗粒与环境间的相互作用，优化颗粒级配和工艺参数等，优化了复杂型腔的填充工艺。

刘传奇

中科院力学所

个人简介：中科院力学所非线性力学国家重点实验室项目研究员，清华大学博士，美国普林斯顿大学、哥伦比亚大学博士后，中科院百人计划入选者，研究方向为计算力学。(https://www.labxing.com/computational-geomechanics)

报告题目：热-力耦合作用下颗粒碎散的模拟研究

报告摘要：颗粒在动态冲击过程中发生裂纹扩展直至碎散，热量的产生与耗散不可忽视。从自由能角度出发，建立了热-力耦合作用下的物质点模型。其中，通过引入非均域的损伤变量描述裂纹、损伤的空间梯度区分计算域；在物质点中存储热变量用以描述热量的对流-扩展过程；利用迭代算法依次更新动力学信息与热力学信息。该模型可以描述热力学耦合作用下的颗粒裂纹扩展以及碎散过程，且能够考虑碎散后不同体间的接触。

周宗彦

江西理工大学

个人简介：周宗彦，江西理工大学国际创新研究院特聘教授，博士生导师。曾任新南威尔士大学讲师、蒙纳士大学高级讲师和兼职教授以及澳大利亚科研理事会颗粒计算中心副主任。江西省双千计划创新领军人才、江西省颗粒模拟与仿真重点实验室主任。长期从事于对散料体系统、多相流以及传热传质的基础研究，和工业过程(矿冶、化工和增材制造等)的应用研究；在阐明多相流动体系模拟理论和建立数值实验优化方法等科学问题上取得显著学术突破，学术成果的应用方面也取得可观的经济效益。以第一/通讯作者发表SCI论文150余篇，被引用7000余次。主持/参与了10余项澳大利亚科研理事会基金项目和两项国家重大和重点项目，指导毕业博士生20余名；受邀国际会议特邀报告10余次；组织/参与国际重要学术会议，担任重要学术会议秘书以及分会主席等，并受邀担任澳大利亚科研理事会基金项目评审专家；任学术期刊Powder Technology特刊主编和其他期刊客座主编，担任多种国际权威学术刊物评阅专家。

报告题目：混料器混合性能放大规律数值研究

报告摘要：物料混合是工业过程中的一个重要操作单元。前人研究重点多集中于混料器物料混合和偏析机理分析以及混料器的优化设计，采用的研究手段多是在较小尺度上进行数值模拟和分析，但对混料器放大规律和物料混合性能预测给与关注不多，仍然是一个挑战。在本研究中，我们针对混料器放大规律开展了相似性研究，评估了物料混合性能指标，并对比了不同混料器放大机制。我们采用基于图形处理单元(GPU)的离散元方法(DEM)，通过数值模拟的手段研究和放大三种不同的混料器：叶片、滚筒和螺旋混料器。三种混料器在弗劳德数的基础上按比例放大，拟合了作为放大比率和弗劳德数函数的放大关系式来预测混料器的混合性能(例如混合指数、混合速率、叶片阻力扭矩以及能量消耗等)。研究证实，在混料器放大过程中保持运动学相似不能使混料器具有相似的混合性能。我们进一步评估了在不同尺寸混料器中混合相同质量物料所需混合时间和能量消耗，发现混匀时间随着混料器尺寸的增加而增加。但与大容积混料器相比，小容积混料器混合单位质量物料功耗更大。我们还提出了物料混合过程放大机制，解释了混料器放大过程中混合效果变差以及混合速率变慢的原因。通过混料器放大规律研究为混料器的设计和选择提供了可靠的依据。

薛琨

北京理工大学

个人简介：薛琨，北京理工大学机电学院安全工程系副教授，安全工程专业实验室主任。2004年获得北京大学力学系学士学位，2009年获得清华大学航天航空学院博士学位，2012-2013年在英国诺丁汉大学从事访学研究。现任颗粒材料计算力学专委会委员，物理气体专委会委员等。主要研究方向为可压缩多相流的流动稳定性与控制、多相流动模态识别与控制、多相燃爆与安全防护技术等。主持多项国家自然基金项目和国防重点项目。在Journal of Fluid Mechanics，Physics of Fluids， Physical Review系列刊物等力学物理主流国际期刊发表论文20余篇。获得发明专利2项，出版学术专著2部。入选2021年度国家自然科学基金优秀青年科学基金项目。

报告题目：激波驱动气固两相流场演化规律的数值模拟研究

报告摘要：我们采用可压缩计算流体力学与粗化离散元耦合的计算方法(CMP-PIC)研究了弱激波作用固定稠密颗粒层(固相体积分数大于1%)后颗粒多相流场的时空演化过程，建立了颗粒层上下游及内部流场演化的物理图像。研究发现，激波驱动颗粒多相流场受到激波透射机制和渗流机制的控制，不同主导机制下流场呈现出显著区别的演化特征。当流场受到激波透射主导时，反射激波强度与无量纲颗粒层厚度、固相体积分数和颗粒粒径强相关。基于透射过程与渗流过程特征时间的比值，我们分别建立了颗粒多相流场由激波透射和渗流机制强耦合，弱耦合，解耦，以及由渗流过程主导的临界条件，进而在入射波马赫数、无量纲颗粒层长度、考虑颗粒粒径的固相体积分数相空间内绘制了激波驱动颗粒多相流场控制机制转变的相边界，这一相图为多孔介质在激波防护工程中的应用提供了重要的理论基础。此外，我们还重点关注了在激波主导和渗流主导机制下颗粒层内部的热流效应，揭了高温区的演化规律，特别建立了渗流主导机制下热流成长的两种模型和转变临界条件。

徐文杰

清华大学

个人简介：徐文杰，男，博士，清华大学水利系副教授, 博士生导师，岩土工程研究所所长。国家级一流本科课程（线上）及清华大学精品课《工程地质》负责人。主要从事工程地质力学及高性能计算、地质灾害分析和防控理论与技术、边坡与地下工程、信息化及数字孪生等方面的教学科研工作。发表学术论文100余篇，其中SCI/EI 80余篇，H指数19，软件著作权15套，发明专利5项。中国科学院优秀博士论文、全国优秀博士论文提名奖获得者；获省部级奖1项，张光斗优秀青年科技奖（2020），及多项教学成果奖。http://www.meggs.hydr.tsinghua.edu.cn/

报告题目：一种考虑粘结断裂的块体离散元法

报告摘要：离散元法（DEM）是研究岩土体变形破坏宏细观力行为的重要方法。与一般的散体颗粒材料不同，通常岩土体具有粘结特性，而且拉伸刚度跟压缩刚度有着明显的不同。为了更好地描述岩土体的粘结断裂行为，本报告提出了一种可以考虑渐进破坏及拉-压刚度不一致的粘结断裂接触模型，在断裂后采用体接触法进行块体间作用力求解从而提升计算效率。报告对提出模型中相关参数及在岩土体破裂过程中的应用，进行了详细的探讨和分析。

孔博

广东以色列理工学院化学工程系

个人简介：孔博教授在浙江大学获得学士和硕士学位，在美国爱荷华州立大学获得流体动力学领域的博士学位。博士毕业后，在世界著名的化工过程强化专家在Rodney  Fox教授的指导下进行了多年博士后研究。在加入广东以色列理工学院之前，他在美国能源部艾莫斯国家实验室材料科学与工程学部任研究员。孔博教授的主要从事化工过程与工艺/反应器设计与优化方面的研究，在流体流动、热量/质量传导和化学反应的工艺过程拥有丰富的实验测量和数值模拟经验。他在开发大规模仿真CFD模型和软件方面拥有超过17年的研究经验，以模拟仿真来探索 与能源、制造和环境相关的复杂多物理和多相流问题。孔教授开发了多种可靠且可扩展的多相流数值模拟工具，从而利用世界一流的超级计算资源来解决实际工程问题。他目前的研究重点是对液态金属的气体雾化过程的CFD模拟，开发强耦合粒子载流多相湍流模型，和开发基于弦的矩方法的用于模拟多分散多相流系统的新型数值算法。他是 OpenQBMM 开源程序项目的主要代码开发人员和贡献者。

报告题目：一个针对多分散液固流化床的分离和混合现象的多流体模型验证研究

报告摘要：颗粒流的多分散性在实际应用中广泛存在，不同大小颗粒的分离混合现象是颗粒流动模拟关注的主要问题之一。欧拉-拉格朗日方法在处理颗粒多分散问题上虽比较直接，但其存在计算量过大的缺陷。因此基于多流体仍是反应器模拟的主力，但多分散性在数值方法和物理模型要比欧拉-拉格朗日方法中要复杂。本文对二元和高阶多分散颗粒混合物组成的液固流化床(LSFB)进行了多流体模型(MFM)模拟。在层流和均质流态下，颗粒-颗粒相互作用的作用与曳力模型一样关键。并且常用的颗粒-颗粒闭合模型是为非均质气固流动设计的，因此在层流和均质条件下没有成功重现实验中的分离混合现象。本文根据研究结果提出了一个能够反映MFM性能的推荐流态图。该图将作为一个潜在的指导方针，以确定是否可以使用MFM正确地模拟给定的多分散LSFB的床层扩展特性。在未来研究中，我们也将开展有针对性的的PIV实验以及DNS模拟，以期开发出更加准确的多分散颗粒流动模型。

王嗣强

大连理工大学

个人简介：王嗣强，大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系，博士后，助理研究员。2022年在大连理工大学取得博士学位，专业为计算力学，师从季顺迎教授，研究方向为非规则颗粒材料理论构造及高性能离散元并行算法。在任意形态颗粒材料离散元方法、高性能并行算法、颗粒材料的物理力学性质等方面发表10余篇学术论文，同时参与由季顺迎教授主持的多项国家自然基金面上项目、国家重点研发项目课题以及工信部课题等。

报告题目：任意形态颗粒的水平集函数接触算法及流动特性分析

报告摘要：球谐函数理论上可构造任意颗粒形态，然而受单元接触算法的限制仅用于颗粒材料的几何表征。对于具有凹凸表面特征的任意形态颗粒，单个接触点的搜索算法难以精确计算单元间的作用力。考虑球谐函数单元间存在单个或多个接触点的计算特性，本文发展了适用于任意形态球谐函数颗粒的水平集函数接触算法。该方法通过点-三角形单元距离计算方法建立球谐函数单元的零水平集函数和空间水平集函数，并对水平集函数进行三线性插值可得到球谐函数单元间的单个或多个接触点。在此基础上，采用该模型进一步研究颗粒形状和料斗角度对颗粒材料流动速率、波动性及流动模式的影响规律。结果表明，随着球面度和料斗角度的增加，球形和凹形颗粒的流动速率增加，流动波动性降低。与球形颗粒相比，凹形颗粒更容易发生互锁，阻碍颗粒之间的滑动或旋转，从而产生间歇性颗粒流动。此外，颗粒形状和料斗角度对颗粒材料流动模式转变具有叠加影响。

邀请报告

郑奇军

蒙纳士大学苏州研究院

个人简介：Dr Qijun Zheng is a senior research fellow of the Department of Chemical Engineering, Monash University (Suzhou Campus). He earned his bachelor degree from Department of Civil Engineering, Xi’an Jiaotong University in 2005 and master degree from School of Aerospace in 2008. He received PhD degree from School of Material Science and Engineering at University of New South Wales (UNSW) in 2013 and then worked in the Laboratory for Simulation and Modelling for Particulate Systems (SIMPAS). His research Interests include: computational modelling of particulate materials, process optimization and control, multibody dynamics, fluid-structure interaction. Homepage: https://scholar.google.com.au/citations?user=2L-4umoAAAAJ&hl=en

报告题目：Granular Flow in Hoppers: from Theory to Practice

报告摘要：Silos and hoppers are widely used in various industries for storing granular materials. However, current practice is still largely based on the classical work of Jenike. Here we report an alternative which is based on a continuum theory for granular flow. The theory considers the elasticity, frictional plasticity and flow rheology of granular materials. Its governing equations, closed by suitable constitutive relations, can be solved by advanced finite element model (FEM) to generate numerical solutions under different conditions that can be reflected by material properties and boundary conditions. The outcomes can therefore be used to aid the design, control and optimization of a bulk solids handling process. The success of this Computer Aided Technology (CAT) is verified by the facts: 1) the model can be used to simulate the dynamics of particles in a hopper; 2) it can reproduce the mass/funnel flow patterns proposed by Jenike, and 3) it can well describe the ratholing phenomena of highly cohesive particles. Moreover, the mass flow rate predicted not only conforms with the Beverloo equation but also agrees with the discrete element method (DEM) simulations when the DEM (micro) and FEM (macro) parameters are linked using a shear cell test. By combining with the Genetic/Gradient Decline algorithm, the CAT can generate some optimally curved hopper shapes that can almost double the mass discharge rate of conventional conical hopper. The so designed hopper is confirmed by experiments. The application to hoppers is just an example from theory to practice. The proposed CAT is promising in solving design and control problems associated with different granular processes. 

孙文静

南京航空航天大学

个人简介：主要从事复杂多相流及其相关技术应用的研究工作。2019年获东南大学动力工程及工程热物理博士学位，南京航空航天大学讲师，中国飞航技术研究院博士后，主持和参与173重点项目子课题、江苏省自然科学基金、中国博士后基金等科研课题、江苏省双创博士人才计划等科研课题，发表学术论文10余篇，授权国家发明专利5项。

报告题目：超声速非等温剪切流中离散颗粒的分布特性与调控

报告摘要：针对气溶胶红外隐身技术在飞行状态下隐身效果急速下降的现象，提出了一种在喷管尾部加装挡板结构以解决超声速飞行状态下离散颗粒难以扩散的方法，设计了曲线型和直线型两种挡板构型，通过对含气溶胶颗粒的飞行器排气喷管尾部气固两相剪切流的数值模拟研究，对比分析了挡板构型和气溶胶喷嘴数目对于离散颗粒空间分布特性的影响规律。研究表明，挡板对提升超声速飞行状态下气溶胶颗粒在剪切流中的扩散能力具有显著作用，且直线型挡板结构优于曲线型；夹角α=30°，d/Din=40时，离散颗粒对尾喷流的包裹效果最佳；当气溶胶喷嘴数目大于1时，颗粒分布的均匀性明显增加，且当喷嘴数目为5时，颗粒在流场中的扩散能力最强，浓度最均匀，颗粒整体温度较低，在热喷流周围形成“厚且冷”的气溶胶遮蔽层，有利于提高超声速飞行状态下飞行器排气热喷流的主动红外隐身效果。

南文光

南京工业大学

个人简介：南文光，毕业于西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，现任南京工业大学机械与动力工程学院副教授。已在Chemical Engineering Science、Powder Technology等国际高水平期刊上发表一作SCI论文近20篇。承担国家纵向和企业横向课题多项，并曾在英国利兹大学Mojtaba Ghadiri院士课题组访学两次，有6年的国际合作经历。长期致力于新能源和新制造中颗粒流动力学研究，主要包括：揭示了颗粒形状、粘性和塑性对颗粒流变特性的影响机制，完善不同流态中颗粒物质动力学本构方程；探究3D打印中非球形粘性颗粒的铺展动力学机理，揭示颗粒在狭小间隙中的动态卡塞机制。

报告题目：An improved linear model for Elasto-plastic and adhesive contact

报告摘要：Based on the work of Thornton and Ning and Pasha et al., an improved linear model is developed for elasto-plastic and adhesive contact in DEM simulation. A general and mathematic form is proposed for the contact model, with new correlations to estimate the parameters involved in the model, including various stiffnesses (ke, kp, kc), yield point, maximum pull-off force and time step. The physical nature of contact is well kept during the derivation, and the correlations are validated against the data extracted from the literature. Compared to previous contact models, the number of parameters required for experimental characterisation is minimised in the proposed contact model. The newly proposed contact model is applied to the analysis of single particle contact behaviour upon impact and bulk particle flow behaviour by DEM simulations. The results show that both single particle and bulk powder behave more “cohesively” if contact plastic deformation is considered. A cohesion yield number is proposed to describe the extent of yielding when cohesive particles are in contact with each other. There is a critical particle size, below which the effect of plastic deformation becomes prominent and must be considered. This provides a new framework and criteria for elasto-plastic and adhesive contact model, and a step towards understanding the effect of plastic deformation on the behaviour of cohesive particles.

马华庆

浙江大学

个人简介：马华庆，浙江大学化工机械研究所博士后，主要从事核能、颗粒技术、多相流建模与仿真等方面的研究，目前主持2项与核燃料制备直接相关的项目（“连续式核燃料颗粒穿衣装备及工艺研究”——中国博士后科学基金项目、“陶瓷微球流化运动数值模拟计算”—— 中国核动力研究设计院委托项目），并曾参与国家自然科学基金（3项）、国家重点研发计划（2项）等多项国家级项目和课题，且大都与DEM仿真技术及核能相关。在《International Journal of Heat and Mass Transfer》、《Chemical Engineering Science》、《Powder Technology》等国内外期刊上已发表论文25篇（SCI收录21篇，引用次数260余次），相关成果得到国内外同行的肯定（https://person.zju.edu.cn/mhq）。

报告题目：转鼓流化床中颗粒流动特性的CFD-DEM研究

报告摘要：转鼓流化床包衣结合了转鼓包衣和流化床包衣的优点，生产的颗粒产品具有球形度高、粒度均匀、结构致密、强度较大等优点，且容易实现大规模连续生产，故其已被广泛应用于化肥工业等中。另一方面，核能工业中核燃料颗粒包衣工艺目前还存在着很多不足，如包衣颗粒的品质（粒度均匀性和球形度）不高，特别是包衣设备单批处理量低、无法满足大批量生产需要的问题亟需解决。因此，通过采用转鼓流化床包衣技术应可较好地解决核燃料包衣问题。但目前转鼓流化床尚没有应用于核能工业的先例，且关于转鼓流化床的研究较为匮乏，相关研究也多是通过理论分析或实验手段，通常难以准确对颗粒流动等行为进行定量研究。因此，本研究将通过可直接追踪颗粒行为的CFD-DEM方法对核燃料颗粒在转鼓流化床中的运动进行数值仿真。根据仿真结果，考察抄板形状、转鼓转速、流化气速等因素对颗粒流动行为影响，研究颗粒流动状态的转变及其底层控制机制，并建立起可较准确快速预测颗粒流动状态、颗粒滞留时间等的经验模型。通过本文对颗粒流动特性的研究，将为下一步涉及到颗粒生长行为等更为复杂的包衣过程的研究奠定基础。

林俊杰 

浙江大学

个人简介：博士毕业于浙江大学工程热物理专业，师从樊建人教授和罗坤教授，研究方向为化学链燃烧过程的数值模拟（稠密气固两相反应流数值模拟）。参与多个国家级研究项目，发表相关论文9篇，其中SCI收录的一作文章7篇。

报告题目：基于粗粒化方法的三维鼓泡燃料反应器内多尺度模拟研究

报告摘要：由于传统CFD-DEM的计算能力在模拟稠密气固反应流时对计算颗粒数目具有一定限制，一般前人的研究大多在二维或者拟三维反应器中进行。本文在传统CFD-DEM方法的基础上发展了coarse-grained CFD-DEM方法，对三维鼓泡床内化学链燃烧过程进行多尺度数值模拟研究。与传统CFD-DEM计算方法类似，采用体积平均Navier-Stokes方程对流体运动进行求解，固相颗粒则是基于牛顿第二定律在拉格朗日框架下进行分别追踪，全面考虑气固两相流动、传热、辐射、颗粒碰撞以及均相/异相化学反应等。同时考虑了颗粒多分散性对化学链燃烧过程的影响，揭示了化学链燃烧过程中存在的多尺度属性（如，颗粒尺度、鼓泡尺度和反应器尺度）与多物理属性（如，粒径、速度、温度和组分等）对燃烧性能的影响机制。首先，在多分散冷态气固流动过程中对coarse-grained CFD-DEM进行模型验证，随后在此基础上耦合传热和化学反应子模型，统计反应器出口烟气组分与实验测量结果进行对比，结果表明该模型能够较好的预测多分散反应器中气固流动形态以及化学反应属性。随后，在颗粒尺度层面上，研究了颗粒多分散性对化学链燃烧构成的影响。在鼓泡尺度层面上，化学链系统中中间产物的浓度波动与鼓泡现象存在紧密联系，反应器中出现的大气泡会造成中间产物与载氧体之间反应不完全，而气泡的破碎又会强化这一反应过程。在反应器尺度上，发现在内径较大的反应器中，鼓泡现象表现为“小而多”的特点，而在小内径反应器中，鼓泡现象则表现出“大而少”的特性。模拟结果从多个尺度揭示化学链燃烧过程的性能表现，为实际化学链燃烧系统的设计、优化和运行提供理论指导。

满腾

西湖大学

个人简介：西湖大学工学院助理研究员，主要研究方向为颗粒材料流变性和颗粒-流体混合系统分选特性等

报告题目：Influence of Inter-particle Friction on the Rheology of Granular Materials

报告摘要：Understanding the rheology of granular assemblies is important for natural and engineering systems, but the relationship between inter-particle friction (or microscopic friction) and macroscopic friction is still not well understood. In this study, using the the discrete element method (DEM) with spherical particles and realistic contact laws, we investigate the mechanics of granular systems with a wide range of inter-particle frictional coefficients and aim to establish a friction-dependent rheology for dry granular flows. The corresponding results show that increasing inter-particle friction dramatically increases the effective frictional coefficient, μ_eff, while decreasing the solid fraction of the system and increasing the transitional inertial number that marks the division of quasi-static regimes and intermediate flow regimes. We further propose a new dimensionless number, M, as a ratio between the inertial effect and frictional effect, which resembles the effective aspect ratio in granular column collapses and unifies the influence of inter-particle friction with the inertial number. We then establish a relationship between M and the dimensionless granular temperature, Θ, to further universalize the influence of inter-particle frictions. Such study can broaden the application of the μ(I) rheology in natural and engineering systems and help establish a more general constitutive model for complex granular systems.

徐骥

中国科学院过程工程研究所

个人简介：徐骥，中国科学院过程工程研究所副研究员。主要研究方向为复杂气固两相流体系模拟，包括该体系中介尺度结构的运动机制及其对气固两相流流动、传递和反应的影响，大规模高性能多尺度离散模拟方法的构建、算法设计和软件研发。现已发表论文40余篇，他引600余次，软件著作权6项（其中DEMms日前已上市销售），申请发明专利2两项，合作撰写多尺度模拟专著2本。2019年入选中国科学院青年创新促进会，2020年获“过程优青”荣誉称号。主持或参加国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、中国科学院和企业项目等十余项。曾获2013年首届中国科学院超级计算最佳应用奖（排名2），2020年颗粒协会自然科学一等奖（排名6）。任中国颗粒学会第四届青年理事。

报告题目：多尺度离散模拟软件DEMms

报告摘要：在颗粒设备的研发中，模拟方法和软件的精度和效率越来越受到关注。本报告将阐述面向颗粒流和气固两相流体系的多尺度高性能大规模离散模拟方法，具体包括：针对软球模型时颗粒间碰撞近程可叠加的计算特点，采用大规模并行计算耦合GPU加速计算提高计算规模和计算性能；针对复杂结构设备造成的大规模并行计算效率低的问题，实现了贴体并行算法。进一步耦合传热、传质、反应、复杂形状颗粒等模型，研发了多尺度离散模拟软件DEMms，提供了1.0e8量级计算颗粒的计算能力，计算速度可达每秒钟更新1.0e8颗粒时间步。进一步实现了与第三方流体求解器耦合计算的接口，可实现多相流体系的计算。为了降低工业气固两相流设备的计算量，通过气固两相流介尺度理论建立了粗粒化离散颗粒模拟方法EMMS-DPM。基于上述模型和软件，实现了化工、冶金和石油等领域的应用，例如甲醇制烯烃反应器热态过程8小时物理时间的颗粒尺度模拟。

刘文巍

中国科学院过程工程研究所

个人简介：刘文巍，男，1990年4月生，工学博士，研究员（博士生导师）。2012年取得清华大学能源与动力工程系工学学士学位，2017年取得清华大学能源与动力工程系工学博士学位。2014年9月至2015年9月在美国纽约市立大学物理系进行联合培养博士生项目。2017年9月至2020年10月在英国萨里大学化学工程及过程工程系从事博士后研究工作。2020年11月加入中国科学院过程工程研究所，入选中科院过程所“百人计划”B类人才项目。
主要从事细颗粒-流体多相动力学模拟，GPU高性能计算，储能储热材料开发及结构优化等方面研究工作。累计发表学术论文31篇，其中第一及通讯作者16篇，国际会议2篇。曾获清华大学优秀博士学位论文及优秀博士毕业生奖励。

报告题目：Crater size and penetration depth of a spherical adhesive particle impaction with fine particle layer

报告摘要：The impaction of a spherical silica particle with a powdery layer consisting of uniform fine particles is numerically studied by means of the discrete element method coupled with an open source CFD. The size of the incident particle is fixed with di=20 μm, while the size of the packed particles varies between dp=5 μm and 20 μm. The impaction velocity of the incident particle increases from vi=1 m/s to 10 m/s. The powdery layer is carefully prepared by a random packing protocol and gently compressed to tune the overall packing fraction, which ranges from ϕ=0.3 to 0.5. The numerical results show that both the impact crater diameter and the penetration depth increase with the increase of the incident velocity. However, the influences of the packed particle size and the packing fraction seem to depend on the incident velocity. For instance, both the crater diameter and penetration depth are not sensitive to the packed particle size and the packing fraction at relative low incident velocity, while they appear to decrease as a function of either the packed particle size or the packing fraction at high velocity. Through the dimensionless regression, it is found that the normalized crater diameter follows a 1/5 power law of the normalized impact energy, while the normalized penetration depth follows a 1/3 power law of a similar energy scaling. The exponents of the scalings reported in this study agree well with the previous investigations on the impaction of granular matter. However, both the crater diameter and the penetration depth seem to be one order lower than the previous results, which are believed to be caused by the adhesion effect.

姜胜强

湘潭大学

个人简介：姜胜强，男，工学博士，教授/博导，湘潭大学机械工程与力学学院副院长、湘潭大学科协副主席，湖南省普通高校青年骨干教师、湘潭大学韶峰学者学术骨干；兼任湖南省机械工程学会摩擦学分会理事、湘潭市智能制造科技领域专家等。主要从事散体材料输送、离散元及其应用、非标机械产品设计以及硬脆性材料加工等方面的工作。主持包括国家自然科学基金、湖南省自然科学基金优秀青年项目、湖南省教育厅优秀青年、长株潭国家自主创新示范区重大专项、湖南省战略新兴产业专项等在内的国家级/省部级课题10项，主持企业横向课题10余项；第一作者或通讯作者发表SCI/EI论文60余篇，第一发明人申请发明专利50余项，授权30余项。担任《Powder Technology》、《Ceramics International》、《International Journal of Applied Ceramic Technology》、《Journal of Materials Processing Technology》等多个国际期刊审稿人。

报告题目：基于数值模拟的混凝土机械设备磨损及工作性能优化研究

报告摘要：随着人们对社会基础设施及房屋建设等生活建筑需求的扩大，致使新拌混凝土的投入量逐年增加。新拌混凝土的发展对混凝土运输、泵送等过程提出了更高的要求。首先，在混凝土运输过程中搅拌筒及搅拌叶片的磨损与混凝土搅拌质量、出料匀质性密切相关。因此，采用DEM模拟了搅拌筒内部运输及出料过程的仿真，分析了搅拌筒筒体及叶片的磨损，探究了搅拌筒工艺参数及内部结构参数对搅拌筒出料匀质性、出料效率的影响，建立了简易的搅拌筒等寿命设计程序，并对搅拌筒结构及叶片耐磨性能提升提出相关改进意见。其次，采用自定义的方法构建吸料过程的吸力模型，探讨了泵送吸料单元中搅拌叶片对泵送吸料的影响，降低了搅拌能耗；还采用CFD-DEM和内点算法对泵车臂架输送管道进行单目标优化，减小泵车泵送压力损失，获得了混凝土泵车输送管道更优的空间姿态。

鄂殿玉

江西理工大学

个人简介：鄂殿玉，博士（后），副教授，硕士生导师，江西省“双千计划”人才，南昌市科技创新智库专家，江西理工大学清江青年英才，江西省颗粒系统仿真与模拟重点实验室副主任。主要从事颗粒系统、颗粒-流体多元多相物质流动、传热传质和相变转化过程的基础研究，以及化工过程颗粒基多相流系统模拟的放大规律和绿色低碳冶金过程的基础科学和应用研究。主持/参与国家重点基础研究发展计划、国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等国家、省市级纵向及企业科研及产业化开发项目10余项。近五年发表SCI检索学术论文近30篇（含高被引论文）；出版英文专著1部；申请及授权国家/国际发明专利20余项；授权软件著作权12项。近三年协助组织国际学术会议1次（“矿物、冶金及材料研发前沿技术国际研讨会”）；担任包括“Powder Technology”、“Particuology”、“Steel Research International”等近10个领域内国内外高水平期刊的特邀审稿人，荣获2020年和2021年连续两次“Particuology”期刊杰出审稿人奖、第八届中英国际颗粒技术论坛优秀青年报告奖。

报告题目：Numerical study of the effects of hydrocyclone tangential inlet area on separation performance

报告摘要：Hydrocyclone is one of the widely used commercial solid-liquid separators in many industries because of its high separation efficiency and simple configuration. Its inlet structure significantly determines inner flow distributions and facilitates the formation of vortices. In this study, an experimentally validated two-fluid model based on Computational Fluid Dynamics (CFD) is employed to investigate the effects of the tangent-circle inlet pipe with three types of structures (Type A, B and C) on its inner flows and the global performance of a hydrocyclone. Numerical results from Type A and B show that the pressure drop and tangential velocity increase evidently with the cross-flow section areas decreasing, which facilitates the coarse particles moving towards the wall and fine particles towards the center. In addition, the separation efficiency decreases while the cut size increases with the reduction of inlet area. However, Type C has a relatively small pressure drop loss compared to the two other types and slight affection on the separation efficiency and cut size. It is found that a smaller amount of water splitting to underflow can be obtained in Type A, which results in less energy consumption and better mitigates the misplacement of coarse and fine particles in overflow and underflow. Overall, Type A structure can present an ideal separation curve with a smaller cut size and sharpness.