内环肋管道强化换热的场协同分析

通过对内环肋管道的湍流流动和等壁温条件下的换热进行数值模拟,以场协同理论为指导,在所研究的几何结构和计算雷诺数范围内(肋高比H／D=0．04～0．12,肋距比P／日=5～30．Re=20000～70000),分析速度场与温度场的协同性,讨论其强化换热机制,说明了对于湍流流动,场协同原理也是适用的．     

污垢对圆管内层流换热三场协同的影响

在强化换热场协同原理的基础上,分析了对流换热中三场协同关系对传热的影响;并对圆管进行数值模拟,研究了不同结垢厚度下,圆管内层流换热速度场、温度场和压力场之间协同度的变化,对数值结果进行分析,综合考虑换热和阻力特性。对不同污垢厚度圆管的综合性能做出评价。     

正弦波纹管强化换热的场协同分析

从场协同理论的角度分析流体在波纹管内流动与传热的情况,在等壁温条件,对管形按正弦规律变化的波纹管在不同周期和振幅下的换热,进行了数值模拟,分析速度场与温度梯度场的之间协同关系,讨论了其强化换热机制,证明只有在二者协同性好的情况下,才能增强其换热.     

螺旋槽管强化传热数值模拟及其场协同分析

利用Fluent软件分别对光管、单头螺旋槽管及双头螺旋槽管传热及管内流动情况进行模拟,得到了湍流状态下管内流场分布云图,并从场协同理论出发,分析了螺旋槽管强化传热机理.仿真结果显示,在低雷诺数条件下,螺旋槽使管内产生较多的二次流,速度在横截面上的分量增加,努塞尔数保持为光管的1.6~2.2倍,换热性能优于光管,并且双头螺旋槽管的换热性能要优于单头螺旋槽管.但随着雷诺数的增加,场协同角逐渐接近90°,努塞尔数增加趋势变缓,换热性能增加量变缓,而且当雷诺数较高时,螺旋槽管的阻力系数急剧上升,换热性能不及光管.     

多旋静态混合器强化对流传质场协同分析

为了研究静态混合器强化高粘流体混沌对流传质机理,通过积分中值角定量评价雷诺数和混合构件结构对静态混合器内速度场与压力场协同程度的影响。研究结果表明:静态混合器内速度场与压力场的协同角随着雷诺数的增加而降低;当Re17.8时,随着截面内叶片个数的增加,多旋静态混合器的协同角逐渐增大;FKSM构件较KSM提高速度场与压力场的协同程度达5.9%~11.9%,且其概率密度分布更加集中,最大概率对应的协同角数值比KSM高2.3%~3.5%,旋流叶片的切割分流作用致使轴向相邻2组混合元件过渡处协同角数值较大。     

某400t/h四角切圆燃煤锅炉空气动力场的数值模拟

四角切圆的燃烧方式在大型燃煤火电厂锅炉中普遍使用,利用CFD计算方法对某锅炉四角切圆空气动力场进行数值模拟,重点分析在不同一二次风配比情况下的炉膛空气动力场和温度分布。同时,对总风量相同、一二次风配比不同、改变各燃烧器喷口风速这3种不同工况进行了模拟分析。结果表明:所建模型成功捕捉到了四角切圆空气动力场的整体特性,不同的风率和风速会产生火焰对冲或对炉膛产生贴壁冲刷,切圆直径过小或过大,火焰中心高度也会随之发生变化,合适的一二次风配比使空气动力场混合更加均匀,气流更加稳定。     

多采场开采应力扰动与衍生灾害评价指标研究

多采场开采下,重复应力扰动易产生衍生灾害.针对缺少评价协同开采效用和衍生灾害防控效用指标的问题,通过综合协同开采效用因子与衍生灾害防控效用因子,提出了协同开采指数的构建方法.以某金属矿山为工程背景,建立了不同采场参数的数值模型,计算了不同采场和矿柱尺寸协同开采指数,揭示了多采场开采过程中应力扰动影响规律及其衍生灾害效应.基于现场监测结果,验证了协同开采指数对多采场开采协同开采效用和衍生灾害防控效用评价的有效性,研究成果可为采场最优结构参数的确定提供参考.     

冷凝器开缝肋片换热特性场协同原理分析

针对冷凝器强化传热,采用开缝肋片提高换热效率是一种有效的手段.通过对平直肋片和2种开缝肋片空气侧传热与压降的数值模拟得出,开缝肋片的传热性能远高于平直肋片,与均匀开缝肋片相比,后部区域局部开缝肋片的性能更好.应用场协同原理,对数值模拟得到两肋片之间流体的温度场、速度场和压降沿程变化进行了分析.结果表明,开缝肋片有效强化传热的根本原因是肋片开缝改善了速度与温度梯度的协同性,在场协同性较差的位置开缝会得到更好的换热效率.     

瞬态耦合场的协同仿真

协同仿真是求解瞬态耦合场的一种有效途径。以电磁热三场耦合问题为例，提出了瞬态耦合场求解的协同仿真框架。该框架由建模专家、热场分析专家、电磁场分析专家、数值分析专家和系统集成专家操作各自的软件，以文件形式进行数据交换以完成瞬态多场的仿真。详细介绍了实施该框架的文件系统，并简要说明了一种集成多场软件的方法。最后给出了一个仿真实例，仿真结果表明该方法有较高的精确度，可以求解一般的瞬态多场耦合问题。     

混沌对流强化传热的场协同分析

基于采用周期性计算模型得到的混沌对流流道内的流体流动与传热数值计算结果,应用场协同原理,对混沌对流内强化传热进行分析.分析了混沌流道截面上流场与温度场的协同关系,讨论了流道内不同雷诺数下Nusselt数与平均流速与温度梯度矢量积和平均协同角的对应变化趋势,并与普通直流道内层流下的流动与传热场协同情况进行了对比.结果表明,混沌流道改变了流体在流道内速度场的分布,流场的变化影响了温度场的分布,使得两场的协同效果得到明显的改善,从而强化传热.在整个流道内,混沌对流的Nusselt数与速度和温度梯度两矢量的点积具有相同变化关系,混沌对流强化传热的根本机理是改善了两场的协同关系.     

Performance evaluation on field synergy and composite regeneration by coupling cerium-based additive and microwave for a diesel particulate filter

In order to reveal the mechanics of composite regeneration by coupling cerium-based additive and microwave for a diesel particulate filter, a composite regeneration model by coupling cerium-based additive and microwave for a diesel particulate filter was established based on field synergy theory. Performance evaluation on field synergy and composite regeneration of the diesel particulate filter was conducted by using the vortex crushing combustion and field synergy mathematical models. The results show that the peak temperature of the particulate filter body reaches 1180-1190 K when the regeneration time is 175 s, and there are optimal coordination degree between the velocity vector and temperature gradient of the filter body and the maximum ratio0.56-0.60 of the best burning regeneration region is obtained. Accordingly, the largest regeneration combustion rate inside the particulate filter body and the highest regeneration efficiency at the moment are achieved.     

煤炭地下气化动态温度场及浓度场数值分析

根据动量、质量及能量守恒原理和地下气化过程的特点，建立了煤炭地下气化过程中温度场和浓度场数学模型。介绍了主要模型参数的确定方法，采用控制容积方法对数值模型进行了求解，并在模型实验的基础上，对计算结果进行了分析。结果表明，从温度场分布来看，计算值略高于实验值，各测点相对误差基本在10％以内；根据模拟计算，随着气化时间的延长，煤气热值逐渐提高，因此，实验值与计算模拟值显现出良好的一致性；在高温区，煤气组分浓度场实验值的变化梯度大于计算值。     

多学科协同化方法在复杂断块油藏开发调整方案中的应用

针对南马庄马2断块油藏在注水开发中存在的问题，组建了多学科油藏经营管理团组。该团组采用地质－工程－经济等多学科协同化方式，劝静态相结合，在重新进行油藏精细描述的基础上，利用油藏工程动态分析与数值模拟技术，对原来单靠地质研究无法确定的水体来源和大小及断层的封闭性进行了重新认识，得到了更为准确的三维地质模型。为复杂断块注水开发油田的开发调整与挖掘潜工作提供了一套有效的油藏经营管理方法。     

射流搅拌流场的数值模拟分析

喷射搅拌器广泛应用于油品储罐内的调和,喷嘴入射角度和入射速度对搅拌效果有很大影响。应用计算流体软件并根据标准k ε湍流模型与 SIMPLE算法,采用单因素敏感分析法分别对喷嘴的喷射角度、喷嘴直径及入射速度的射流流场速度分布进行数值模拟分析。结果表明：喷射距离随直径的增加而加大,随速度的增加而增大,在15~60°的角度范围内,随入射角度的增加先增大后减少;储罐内的速度流场分布随直径的增加先减少后增加,随速度的增加而增加,随入射角度的增加先增加后减少;射流产生的回流范围随直径的增加先减少后增大,随入射速度的增大而增大,随入射角度的增加先增大后减小。因此,相比于喷嘴直径,入射速度和入射角度对储罐内的搅拌效果和搅拌范围有更大的影响。     

基于ANSYS软件焊接温度场应力场模拟研究

阐述了如何运用有限元软件ANSYS对焊接温度场、应力场进行数值模拟计算,指出在计算过程中要注意的环节,并对平板堆焊问题进行实例计算.总结出模拟计算中的难点问题和未来的研究发展方向.