入口下倾小型旋风分离器的仿真设计

以一台4 t/h燃煤锅炉烟气的旋风分离器为对象,采用R-k-ε湍流模型,利用Fluent软件对Stairmand HE型分离器内部流场进行三维数值仿真分析,并采用离散相模型对固体颗粒进行追踪,研究旋风分离器筒体结构及运行参数对其分离效率、运行压降和磨损的影响,获得了同时具有较高分离效率、较低运行压降、较少磨损的入口下倾分离器筒体结构参数.     

斜板式气液分离器流场的数值模拟

基于计算流体动力学(CFD)方法,应用ANSYS-CFX软件,分别应用标准k-ε模型和RNGk-ε模型,对斜板式气液分离器内部流场进行数值模拟计算,得到了在两种湍流模型下的分离器内部流场速度矢量分布规律、气体体积分数分布规律以及流体轨迹规律。对比两种湍流模型的分析结果表明:在流体流动快速畸变时,RNGk-ε模型的ε方程中增加的附加生成项会迅速增大,由此改善了对旋转流、浮力流等较复杂湍流的预报能力;与标准k-ε模型相对比,RNGk-ε模型更能合理地模拟斜板式气液分离器的内部流场分布。     

基于物品移动的局内装箱算法的改进

论述了内燃机缸内压缩形式随着燃烧室几何形状的不同而改变的观点,结合燃烧室主要几何尺寸参数采用数值计算方法对缸内压缩形式进行插值计算,改进已有k - ε湍流模型中体现压缩性的系数,从而修正了缸内k - ε湍流模型.进一步将修正后的模型应用于一内燃机缸内湍流数值计算中,得到的计算结果与标准k - ε模型计算结果以及实验结果进行了比较.结果表明:修正后的湍流k - ε模型模拟精确性有所提高,适用于计算内燃机缸内湍流运动.     

直流式气液旋流分离器高效数值求解算法北大核心

为了克服直流式气液旋流分离器数值计算过程中收敛速度较慢、健壮性较差的问题,急需引入高效稳定的数值求解算法。首先建立了直流式气液旋流分离器的物理数学模型,然后分别采用SIMPLE、SIMPLEC和IDEAL 3种压力速度耦合算法对旋流器进行数值求解,比较了3种算法的计算效率和健壮性。数值计算结果表明:在不同网格数量、入口速度和湍流模型下,IDEAL算法的收敛性和健壮性均优于传统的SIMPLE和SIMPLEC算法,因此建议在旋流器数值计算中采用高效稳定的IDEAL算法。研究结果为后续旋流器内气液两相复杂流动特性的研究及分离性能的预测奠定了基础。     

直流式气液旋流分离器高效数值求解算法

为了克服直流式气液旋流分离器数值计算过程中收敛速度较慢、健壮性较差的问题,急需引入高效稳定的数值求解算法。首先建立了直流式气液旋流分离器的物理数学模型,然后分别采用SIMPLE、SIMPLEC和IDEAL 3种压力速度耦合算法对旋流器进行数值求解,比较了3种算法的计算效率和健壮性。数值计算结果表明:在不同网格数量、入口速度和湍流模型下,IDEAL算法的收敛性和健壮性均优于传统的SIMPLE和SIMPLEC算法,因此建议在旋流器数值计算中采用高效稳定的IDEAL算法。研究结果为后续旋流器内气液两相复杂流动特性的研究及分离性能的预测奠定了基础。     

离心式气液分离器流场的全三维数值模拟

针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用CFD商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指出了原模型的一些不足,提出了改进后的分离器模型。     

离心式气液分离器流场的全三维数值模拟

针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用 CFD 商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指出了原模型的一些不足,提出了改进后的分离器模型。     

不同粒径对污水污物潜水电泵两相流动的影响

利用欧拉模型中的分散湍流模型,计算了WQ87-28-15型污水污物潜水电泵内部固液两相流场,初步揭示了不同粒径下泵内压力、速度、湍流强度等的分布规律。分析得出在颗粒直径小于4毫米时叶轮出口压力、液相绝对速度、叶轮出口湍流强度与颗粒直径成正比,超过此数值则变化趋势相反;随着颗粒直径的增大,泵的扬程和效率均下降,但在颗粒直径增大到1毫米以后,扬程曲线趋于平坦,且颗粒直径在1毫米-20毫米的范围内,效率下降不明显;得出WQ87-28-15型污水污物潜水电泵的最适宜输送的颗粒直径范围及最大可通过颗粒直径,为污水污物潜水电泵国家标准的修订提供依据。     

高管过度自信与现金股利相关性研究——基于融资约束的视角

针对深海底矿物粗颗粒浆体在提升泵内的流动问题，提出了一种新型粗颗粒-均质浆体两相流动模型．采用流体动力学软件CFX对两级提升泵内的粗颗粒固-液两相湍流进行了数值模拟.计算获得了粗颗粒在提升泵内的流动特征及其泵工作特性的仿真结果，并与两级提升泵的性能试验结果进行对比，两者能较好地吻合，从而验证了该两相流动模型和数值模拟的有效性和准确性.     

固气旋风分离器分离效率影响的数值分析

采用计算流体动力学软件（Fluent）对旋风分离器进行数值模拟计算,采用雷诺应力模型（RSM）模拟旋风分离器内流体的流动,分析了流量、溢流管深度和入口形式对分离效果的影响。研究表明：①在一定流速范围内,当流速降低对大颗粒（d≧100μm）分离效果没有太大的影响,但分离速度降低,分离效率减少;对中等粒径（20μm〈d〈100pm）的颗粒影响较大,会显著降低其分离效果和分离效率;对小粒径（d 20μm）的颗粒影响较大,颗粒在分离时更快的向靠近轴线附近运动,更容易逃逸,分离效率降低。②在一定长度范围内,随着溢流管插入深度的增加,大粒径颗粒分离速度增加,小粒径颗粒分离效果增强,溢流管插入深度的增加有利于固气分离,并且溢流管插入深度对压力降的影响不大。③蜗壳式入口相对于矩形切向入口型式,增大了旋风分离器的入口半径,使得进流量的增加（生产能力的增大）,同时会导致内旋涡旋速度的增加,有效分离粒径减小,分离效率提高。     

基于嵌入式OS的包装机械运动控制器设计方法

采用FLUENT软件模拟了伞罩除尘器内黑烟颗粒浓度的分布特性.在气相和颗粒相分别选用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)的基础上,计算了入口含尘质量浓度(1~7 g/m3)、入口气速(10~16 m/s)和黑烟颗粒粒径(0.24~11 μm)对伞罩除尘器内黑烟颗粒浓度的轴向和径向分布的影响.模拟结果表明:黑烟颗粒在伞罩除尘器内部的浓度分布在径向上可分为中间低浓度区和近壁高浓度区,而同一径向截面位置的黑烟颗粒浓度随着入口含尘质量浓度的增大而增大,随入口气速、颗粒粒径的增大而减小.将模拟结果与实验结果进行比较,发现模拟的压降值与实验值吻合较好,相对误差小于6%.这些研究结果将为建立完善的伞罩除尘器模型提供依据.     

双层搅拌桨厌氧反应器流场的数值模拟

文章对双层搅拌桨厌氧反应器流场进行了数值模拟,计算采用多重参考系法和标准k-ε湍流方程。模拟结果表明,流体在反应器内形成了循环流动,在整个反应器内的湍流特性比较均匀。     

直接模拟蒙特卡罗方法在CFD冲蚀预测中的应用

为研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响,提出一种利用直接模拟蒙特卡罗(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法和计算流体力学(CFD)计算颗粒间碰撞的冲蚀预测方法。使用Eulerian-Lagrangian方法,将气相作为连续相,通过Navier-Stokes方程求解,颗粒平移运动由离散相模型(DPM)求解。颗粒平移运动由Eulerian-Lagrangian框架下的DPM求解,计算颗粒间碰撞运动时采用DSMC方法以少量采样颗粒代替真实颗粒,碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定。分析气固两相流中颗粒间碰撞对弯管冲蚀速率和颗粒分布的影响,结果表明:使用DSMC方法计算颗粒间碰撞,Oka模型的平均百分误差从39.2%降低至27.4%;计算颗粒间碰撞时弯管内拱侧的无颗粒区变小,最大冲蚀位置沿外拱轴线后移5°,同时V形冲蚀痕迹的两翼向外侧扩大。使用DSMC方法计算颗粒间碰撞可以明显降低模型误差,考虑颗粒间碰撞的Oka模型与实验结果偏差最小,是冲蚀预测的最佳模型。     

高架污染源大气扩散数值计算

应用ｋ－ε湍流模型，对平原地区高架烟囱排烟的大气扩散现象做了数值计算，绘出了流场的速度矢量图及浓度等值线图。数值计算结果与风洞实验数据以及经验模式计算数据的定性比较表明，本文所用的数值计算方法是可行的。     

秸秆炭化烟气两级除尘装置设计及数值模拟

为提高秸秆炭化烟气的除尘效率,在典型旋风分离器基础上,在排气管中增设回转拨指轮,构成两级除尘。利用SolidWorks和ANSYS ICEM软件对其建模和网格划分,在数值模拟软件FLUENT中采用RNG k-ε模型和RSM模型相结合的方法进行流场模拟,建立了流场理论模型。采用DPM模型对颗粒的分离效率进行模拟,测试在同一烟气进口速度(20 m/s)条件下,典型旋风分离器及不同回转转速(0、900、1 450、2 900r/min)下两级式除尘装置内部烟气流场的静压、切向速度、径向速度、轴向速度分布及不同粒径颗粒的分离效率。结果表明,与传统旋风除尘器相比,回转拨指轮对除尘器内的静压有较大的影响,且静压随转速的增大而增大;回转拨指轮转速对流场切向速度亦有较大的影响,随转速提高,切向速度增大,但对径向速度和轴向速度的影响较小;两级除尘及内部回转拨指轮转速对1μm颗粒收集无较大影响,但对于10μm以上的颗粒,可显著提高分离效率,且随转速增大分离效率有所提高,但不同转速对分离效率的影响差异不显著。     

滚筒分选机内肥料运动特性的仿真与试验

为提高肥料滚筒分选机工作性能，探明肥料颗粒运动规律，基于离散元法建立肥料整粒及破损颗粒模型，对滚筒分选机内肥料颗粒的运动规律进行研究。结果表明，滚筒内肥料颗粒在达到稳定运动状态时发生了分层现象，可分为自由层、交接层及迟滞层。自由层内颗粒以雪崩式流动为主，交接层内颗粒绕区域中心位置发生回转运动，迟滞层内颗粒则紧贴壁面被提升；沿滚筒轴向划分统计区域对破损肥料分布位置进行分析，发现破损肥料在运动过程中发生了轴向偏析，由滚筒两端向轴向几何中心聚集。交接层内破损肥料逐步向自由层及迟滞层内聚集；破损肥料脱离窝眼后均能落入收集槽，最小脱离角为32.5°，最大为47.1°。对模拟结果进行试验验证，结果表明:试验数据与仿真数据对比误差小于10%，证明采用离散元法研究滚筒分选机内肥料运动是可行的。     

高分子减阻剂对非牛顿型流体流动特性的影响

以普兰德动量传递理论为基础,按照卡门的三层模型,通过室内模拟环道用0号柴油及加入减阻剂在圆管内的流动参数的测定,计算了非牛顿型流体管内湍流边界层的层流内层、过渡层、湍流中心的涡流粘度,涡流粘度与运动粘度比、总应力随相对位置的变化等定量参数,探讨了高分子减阻剂对非牛顿流体流动特性的影响,对湍流减阻现象的机理与增大减阻率的条件进行了定量分析.     

3D欧拉法和层流模型对水轮机转轮内部流场的数值模拟

3D欧拉法和层流解法都具有控制方程个数少，计算简单、省时的特点，均能够快速地在最优工况点附近得到合理的数值解。可以用于转轮叶片的初步的水力计算和其他湍流模型计算结果的校核。分别应用这2种算法对一混流式水轮机转轮内部流体的三维流动进行了数值模拟，方程离散采用有限体积法，插值采用二阶迎风格式，压力-速度耦合采用SIMPLEC算法，计算了3个典型工况(最优工况、大流量工况和小流量工况)，得到了转轮内部合理的速度分布和压力分布。最优工况点的效率计算值比试验值高3．09个百分点，计算所需时间比标准κ-ε湍流模型少30％～40％。     

CO_2驱采出液分离器内构件分离特性数值模拟北大核心

CO_2驱采出液中含有大量CO_2气体,在气液分离过程中易产生泡沫,通过对卧式分离器内部导流板和消泡板的分离特性进行数值模拟,探讨其内部构件对CO_2驱采出液分离效果的影响。拟合分离器运行工况下采出液的物性参数,采用CFD中的多相流混合模型,对分离器中导流板的4种放置角度(15°、30°、45°、60°)进行数值模拟,结果表明:导流板放置角度越大,对气液分离的影响越有利,但影响逐渐减弱,在综合考虑导流板使用稳定性及寿命的情况下,选取导流板最优放置角度为45°;采用群体平衡模型(Population Balance Model,PBM)与CFD多相流模型相互耦合,对分离器中放置的1~3个消泡板进行数值模拟,结果表明:分离器内消泡板数量越多,其消泡效率越强,该研究结果为设计更高效CO_2驱采出液的分离器提供了一定依据。     

管道内水合物浆流动的数值模型

考虑水合物浆相间相互作用、粒径分布、固相黏度、最大内相堆积率等基本物性,基于EulerEuler双流体模型,建立描述管道内水合物浆流动的数值模型,并对水合物浆的粒径特性、阻力特性进行分析。结果表明:与Mulhe粒径模型相比,Camargo粒径模型考虑了水合物聚结体间的相互作用,粒径模拟值与实验值更为接近;颗粒动力学模型对水合物浆湍流流动时颗粒间剪切作用的刻画较为准确,但在描述水合物浆层流流动时误差较大,而基于Brinkman方程、Ostwald方程的黏度模型因与水合物体积分数、剪切速率间存在耦合关系,对水合物浆湍流、层流流动阻力特性的预测效果较为理想。建立的数值模型可以为水合物浆安全流动研究及工程应用提供支持。