IMFTF Keynote Meeting (16) Schedule

Date & Time: Fri, 16 Dec. 2022, 19:00

Chair:   

Professor Kun Luo, Zhejiang University, China

Opening:

(19:00 – 19:05 Beijing Time) 

Programme:

Keynote Speech-1

(19:05 – 19:45 Beijing Time) 

Associate Professor Mikio SAKAI

The University of Tokyo, Japan

Q&A 

(19:45 – 20:00 Beijing Time)

Keynote Speech-2

(20:00 – 20:40 Beijing Time)

Post-doctoral fellow Shuai Wang

University of New South Wales, China

Q&A 

(20:40 – 20:55 Beijing Time)

Discussions, closing

(20:55  –  21:00  Beijing  Time)

TBD

Platform:  Zoom

https://us02web.zoom.us/j/87874982854?pwd=VGRpa2lOU2xjMUZxajFUc2tJcVhkQT09

Meeting ID:  878 7498 2854

Passcode:  1216

Organizer

International Multiphase Flow Technology Forum

Shanghai Institute For Advanced Study, Zhejiang University

China University of Petroleum-Beijing

Chinese Society of Particuology

View Live

Channel(视频号)

Bilibili(b站)

Weibo(微博)

Youtube

Keynote Speech-1

Core technologies for realization of the DEM based cyber-physical system

Mikio SAKAI

Associate Professor 

The University of Tokyo, Japan

The fourth industrial revolution has just taken place due to the recently significant development of ICT. This revolution will drastically change manufacturing because of the cyber-physical system (CPS). The role of modeling and simulation will become more important for constructing the CPS. The CPS requires real-time computation, high-accuracy modeling, and synchronization between cyber and physical spaces. Besides, big data obtained from the calculations will be applied, e.g., developing a surrogate model and elucidating the phenomena. This trend will be the same as that of the powder industries. The CPS of the powder process will adopt the discrete element method extensively. From the background, my group has developed core technologies for the CPS from modeling1-6) and data science7-9) viewpoints. I will show the latest achievements of my group in this presentation.

This study was financially supported by JSPS KAKENHI (21H04870, 21K19760 and 17KK0110).

References:

1) Y. Mori, M. Sakai, "Advanced DEM simulation on powder mixing for ellipsoidal particles in an. industrial mixer," Chem. Eng. J., 429 (2022) 132415

2) K. Tamura, Y. Mori, K. Takabatake, M. Sakai, "Validation study on a toroidal approximation-based capillary force model in the discrete element method simulation," Phys. Fluids, 34, (2022) 023319.

3) Y. Mori, M. Sakai, "Development of a robust Eulerian-Lagrangian model for the simulation of an industrial solid-fluid system," Chem. Eng. J., 406 (2021) 126841.

4) K. Takabatake, M. Sakai, "Flexible discretization technique for DEM-CFD simulations including thin walls," Adv. Powder Technol. 31 (2020) 1825-1837.

5) M. Sakai, Y. Mori, X. Sun, K. Takabatake, "Recent progress on mesh-free particle methods for simulations of multi-phase flows: A review," KONA Powder Part. J., 37 (2020) 132-144.

6) Y. Mori, K. Takabatake, Y. Tsugeno, M. Sakai, "On artificial density treatment for the pressure Poisson equation in the DEM-CFD simulations," Powder Technol., 372 (2020) 48-58.

7) S. Li, G. Duan, M. Sakai, "On POD-based modal analysis in simulations of granular flows," Powder Technol., 413 118058. 

8) S. Li, G. Duan, M. Sakai, “Development of a reduced-order model for large-scale Eulerian–Lagrangian simulations,” Adv. Powder Technol., 33 (2022) 103632. 

9) S. Li, G. Duan, M. Sakai, "POD-based identification approach for powder mixing mechanism in Eulerian-Lagrangian simulations," Adv. Powder Technol., 33 (2022) 103364.

Speaker Information

Education：

• Ph.D., School of Engineering, The University of Tokyo

Awards：

• IP Award (Information Center of Particle Technology)

• JACM Fellows Award (Japan Association for Computational Mechanics)

• Best Paper Award (The Society of Powder Technology, Japan)

Work Experience:

• Associate Professor, The University of Tokyo

• Visiting Reader, Imperial College London

• Visiting Professor, University of Surrey

Selected Publications:

K. Tamura, Y. Mori, K. Takabatake, M. Sakai, Phys. Fluids, 34, 023319 (2022)

Y. Mori, M. Sakai, Chem. Eng. J., 406, 126841 (2021).

M. Sakai, KONA Powder Part. J., 33, 169-178 (2016)

X. Sun, M. Sakai, Chem. Eng. Sci., 134, 531-548 (2015)

M. Sakai et al., Chem. Eng. J., 244, 33-43 (2014)

M. Sakai, S. Koshizuka, Chem. Eng. Sci., 64, 533-539 (2009)

Email:

mikio_sakai@n.t.u-tokyo.ac.jp

Keynote Speech-2

CFD-DEM modeling of dense gas-solid reacting flow: from model development to applications

Shuai Wang

Post-doctoral fellow 

University of New South Wales, China

Dense gas-solid reacting flow involves complex multiphase flow, heat and mass transfer, and chemical reactions. Computational fluid dynamics-discrete element method (CFD-DEM) simulation has become a promising method to understand and optimize the dense gas-solid reacting systems. Despite its recently rapid advancement and successful applications to a variety of chemical engineering processes, a comprehensive introduction of the theory and applications that underpin the CFD-DEM modelling of dense gas-solid reacting flow has not yet been conducted. In this work, we give the recent progress in the development of CFD-DEM models and their applications to dense gas-solid reacting systems. The sub-models for describing the flow dynamics and thermochemical conversion are firstly presented in terms of numerical algorithms and corresponding implementations from flow to heat and mass transfer and speed-up methods. Then, the recent advancements of CFD-DEM applications in dense gas-solid reacting systems are given, with a focus on chemical engineering processes, e.g., biomass gasification, char combustion, blast furnace ironmaking, and PV pyrolysis.

References:

[1] Shuai Wang, Yansong Shen*. Particle-scale modelling of the pyrolysis of end-of-life solar panel particles in fluidized bed reactors [J]. Resources, Conservation & Recycling, 2022, 183: 106378.

[2] Shuai Wang, Yansong Shen*. Super-quadric CFD-DEM simulation of chip-like particles flow in a fluidized bed [J]. Chemical Engineering Science, 2022, 117431.

[3] Shuai Wang, Yansong Shen*. Coarse-grained CFD-DEM modelling of dense gas-solid reacting flow [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2022, 184: 122302.

[4] Shuai Wang, Yansong Shen*. CFD-DEM modelling of raceway dynamics and coke combustion in an ironmaking blast furnace [J]. Fuel, 2021, 302: 121167. 

[5] Shuai Wang, Yansong Shen*. Particle-scale modelling of raceway dynamics in a blast furnace using a smoothing method [J]. Powder Technology, 2021, 389: 189-203.

[6] Shuai Wang, Yansong Shen*. Particle-scale study of heat and mass transfer in a bubbling fluidised bed [J]. Chemical Engineering Science, 2021: 116655.

[7] Shuai Wang, Yansong Shen*. CFD-DEM study of biomass gasification in a fluidized bed reactor: Effects of key operating parameters [J]. Renewable Energy, 2020, 159, 1146-1164.

[8] Shuai Wang, Kun Luo*, Jianren Fan. CFD-DEM Coupled with Thermochemical Sub-models for Biomass Gasification: Validation and Sensitivity Analysis [J]. Chemical Engineering Science, 2020: 115550.

Speaker Information

Education：

• Ph.D., Zhejiang University, Power Engineering and Engineering Thermophysics, 2014-09 to 2019-07

• B.E., Zhejiang University, Energy and Environmental Systems Engineering, 2010-09 to 2014-07

Work Experience:

• Postdoctoral Fellow, 2019-09 to now, University of New South Wales, Australia

Selected Publications:

1. Shuai Wang, Yansong Shen*. Particle-scale modelling of the pyrolysis of end-of-life solar panel particles in fluidized bed reactors [J]. Resources, Conservation & Recycling, 2022, 183: 106378.

2. Shuai Wang, Yansong Shen*. Super-quadric CFD-DEM simulation of chip-like particles flow in a fluidized bed [J]. Chemical Engineering Science, 2022, 117431.

3. Shuai Wang, Yansong Shen*. Coarse-grained CFD-DEM modelling of dense gas-solid reacting flow [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2022, 184: 122302.

4. Shuai Wang, Yansong Shen*. CFD-DEM modelling of raceway dynamics and coke combustion in an ironmaking blast furnace [J]. Fuel, 2021, 302: 121167.

5. Shuai Wang, Yansong Shen*. Particle-scale modelling of raceway dynamics in a blast furnace using a smoothing method [J]. Powder Technology, 2021, 389: 189-203.

6. Shuai Wang, Yansong Shen*. Particle-scale study of heat and mass transfer in a bubbling fluidised bed [J]. Chemical Engineering Science, 2021: 116655.

7. Shuai Wang, Yansong Shen*. CFD-DEM study of biomass gasification in a fluidized bed reactor: Effects of key operating parameters [J]. Renewable Energy, 2020, 159, 1146-1164.

Shuai Wang, Kun Luo*, Jianren Fan. CFD-DEM Coupled with Thermochemical Sub-models for Biomass Gasification: Validation and Sensitivity Analysis [J]. Chemical Engineering Science, 2020: 115550.

Email:

wshuai2014@zju.edu.cn

Gift for Participation 提问有奖

直播期间留言互动、在线提问者即有机会获得商务双肩包、精美茶具等神秘礼品~

领奖方式：主持人选中的问题即为获奖。获奖者请发送正确的联系方式“平台昵称+姓名+手机号+邮寄地址”至微信公众号后台或中国颗粒学会邮箱klxh_meeting@ipe.ac.cn（备注：IMFTF），学会将于7个工作日内与获奖者联系并寄出奖品。

注：奖品随机且单场论坛内不重复获奖（即每个ID/地址每次会议限领一次奖品）

Gift for Participation

During the live, participants who actively make interaction and ask questions will have the chance to win business backpack, exquisite tea set or other mysterious prizes ~

How to get your prize: You can get a prize if your quetion is selected by the host. Please send your contact information by "platform nickname + real name + mobile phone number + mailing address" to our WeChat official account or to klxh@ipe.ac.cn (with the remark: IMFTF). We will contact you and send the prize within 7 working days.

Note: Prizes will be random and you won't get more than one prize during a single forum (i.e. each ID / address is limited to one prize per forum).