颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型

在气相湍流流动的κ-ε模型基础上，建立了颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型。颗粒相的有效粘性系数取决于颗粒之间相互碰撞而引起的层流粘性以及颗粒性以及颗粒微团的湍流脉动而形成的湍流粘性，其中颗粒的碰撞行为以及所形式的颗粒的层流特性用颗粒动力学模型来描述，颗粒的湍流特性采用颗粒湍动能输运方程模型来描述。利用所建立的模型对提升管内气固两相流动过程进行了数值模拟，可以合理地预报出提升管内气固两相的环核流动结构。     

催化袭化反应产物沿提升管分布预测

运用建立的数学模型预测了不同工况条件下反应油气和催化剂颗粒温度沿提升管高度的分布和反应产物的浓度沿提升管高度的分布。模拟结果和工业实测的出口温度和浓度相一致,从而证明了该数学模型对催化裂化提升管的预测是成功的。     

颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型

在气相湍流流动的k-ε模型基础上,建立了颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型。颗粒相的有效粘性系数取决于颗粒之间相互碰撞而引起的层流粘性以及颗粒微团的湍流脉动而形成的湍流粘性,其中颗粒的碰撞行为以及所形成的颗粒的层流特性用颗粒动力学模型来描述,颗粒的湍流特性采用颗粒湍动能输运方程模型来描述。利用所建立的模型对提升管内气固两相流动过程进行了数值模拟,可以合理地预报出提升管内气固两相的环核流动结构。     

一些气固催化反应的幂函数动力学模型的建立

本文针对化工领域中最常见的气固催化简单反应以及连串、平行复杂反应,将幂函数反应速度方程与催化动力学实验的本征动力学数据形式相结合,推出了相应的动力学处理的计算式,从而实现了对这两类反应建立其幂函数动力学模型的自动处理。     

高山滑雪动力学模型的建立与分析

针对高山滑雪中的建模问题,通过对影响滑雪运动员成绩的各种因素的分析,得到滑雪者在不同环境下运动过程的动力学模型。再在问题给出的条件及一定的合理假设下,通过MATLAB对模型的求解得到运动员到达终点时的速度及滑行时间。     

催化裂化提升管反应器数学模拟新方法

催化裂化提升管反应器数学模型基本上都是基于平推流反应器的假设建立起来的,但是由于其内部流动、传热以及反应过程非常复杂、偏离平推流较大,所以在模型的实际应用中必须用装置因数去校正,表现出较强的经验性,为了改变这种状况,本文通过研究分析,提出了对催化裂化提升管反应器进行多维微分模拟的研究方法,从根本上把反应器结构尺寸、物流入口条件,流动特征及传热特征等影响考虑进来,把流动、传热、传质、裂化反应以及湍流脉动作用全部纲入模型中,建立催化裂化提升管反应器的流动反应综合模型,通过对模型的求解,可以得到提升管反应器内催化剂颗粒及油气的速度分布、温度分布以及组分分布,从而揭示工业提升管反应器内的化学工程信息。这些数据对工业提升管反应器的设计、操作优化及新技术的实施都是十分重要的。     

氯乙烯聚合反应动力学模型建立及求解

目前聚氯乙烯(PVC)行业产能过剩,成本较高,需要开发新的工艺技术,促进PVC行业的健康发展。生产工艺中以氯乙烯的聚合为核心,因此建立简单准确的复合引发剂体系下聚合反应动力学模型对新技术的开发具有重要的意义。文中以单一引发剂动力学Xie模型为基础,结合复合引发剂分解动力学模型,建立复合引发剂体系下的氯乙烯(v℃M)悬浮聚合动力学模型。通过模型求解验证的方法,借助FORTRAN语言,采用龙格-库塔算法求解,模拟了在聚合温度57℃,复合引发剂过氧化新癸酸异丙苯酯(简称CNP)和过氧化辛癸酸叔丁酯(简称BNP)下的转化率数据。模拟数据与现场数据计算的转化率数据对比,吻合度较好,转化率达到85%的模拟值计算值是18000 s,与工业生产时间一致,表明该模型可靠性比较高,可用于工业生产操作参数的模拟与优化。     

机器人动力学模型矩阵及封闭形动力学模型的分解理论

本文提出了由n个构件组成的机器人开链系统的动力学模型矩阵及封闭形动力学模型的分解理论,从而揭示了机器人动力学模型矩阵及封闭形动力学模型的可分解性;为解决机器人“数字-符号”模型对于机器人末端构件的几何参数和动力学参数发生变化这一情况的失效问题及为在多处理机上形成和求解封闭形动力学模型提供了一个基础。     

石油勘探开发系统动力学模型建立及应用

以X油田勘探开发实际数据为基础，运用系统动力学方法建立了石油勘探开发系统动力学模型，并进行仿真模拟。结果表明，该模型能够真实反映石油勘探开发实际，用于预测可以取得良好效果，有效提高决策的预见性和科学性。     

以光合工厂理论为基础的微藻生长动力学模型的优化研究

以光合成工厂为思想基础的生长动力学模型是从机理上描述微藻光生化反应的一个重要模型,其模型的拟合程度关系到微藻浓度的准确预测。本文通过对实验数据进行合理分组,对其进行了进一步优化;另外,将管式反应器局部光强与光生长动力学相关联,建立了新的生长动力学模型。研究结果表明,优化后模型的判定系数明显增大,与局部光强相关且合理分组得到的数学模型与实验吻合程度最高,明显提高了微藻浓度预测的准确性。     

烯烃催化裂解反应动力学的研究

根据脉冲微反条件下C5～C8烯烃裂解产物分布,建立烯烃裂解反应网络,通过参数估计方法确定反应网络动力学常数、反应活化能和指前因子.结果表明,随着碳数的增加,C5～C8烯烃单分子裂解反应速率加快.反应温度600℃时C5～C8正构烯烃裂解生成丙烯,其反应速率常数的比值为1:8.18:38.48:27.98,最快生成丙烯的是1-庚烯.反应温度相同,1-烯烃的主要裂解反应速率是碳数相同的2-甲基-2-烯烃的1.1～1.6倍.C5烯烃裂解为单、双分子裂化并存的反应体系,但双分子裂解反应速率远大于单分子裂解,双分子反应占优势.     

面向对象流团模型的应用研究

为提高流团模型算法的可扩展性和适应性，在泥石流数值模拟的计算机实现中结合面向对象思想，分别将流团力学参数算法和节点的参数统计算法进行封装建立面向对象的流团模型。并以云南蒋家沟泥石流灾害数据为例，在泥石流数值模拟过程中成功应用了面向对象的程序设计方法。     

面向对象流团模型的应用研究

为提高流团模型算法的可扩展性和适应性,在泥石流数值模拟的计算机实现中结合面向对象思想,分别将流团力学参数算法和节点的参数统计算法进行封装建立面向对象的流团模型。并以云南蒋家沟泥石流灾害数据为例,在泥石流数值模拟过程中成功应用了面向对象的程序设计方法。     

粒计算的四面体模型

针对粒计算缺乏统一的模型和方法的现状,以粒计算学科的四个基本要素──粒化思维方式、基本理论框架、粒化问题求解和粒化信息处理为基础,构建了粒计算学科的四面体结构模型,诠释了四面体结构模型的内涵和意义,探讨了四个基本要素相互之间的立体协同作用。通过分别对粒计算四面体结构模型“四个顶点”和“四个面”的相互整合,对该四面体结构的平稳机制进行了深入研究。     

提升管反应器FCC汽油催化转化过程数值模拟

在汽油催化转化反应动力学模型和气-固两相流模型的基础上,将流动、传热、反应综合考虑,建立了催化裂化汽油催化转化提升管反应器的反应-流动耦合模型。模拟结果与中型实验提升管出口数据吻合较好。数值模拟了提升管反应器内气相组成、温度分布、速度分布沿提升管高度变化,以及提升管出口产品产率随温度和剂油比的变化情况,模拟结果反应了其变化规律,验证了模型的可靠性。     

基于面向对象流团模型的泥石流数值模拟研究

把面向对象技术应用到泥石流的数值模拟当中,对流团模型的计算机应用进行了封装,提高了算法的可扩充性。对数值模拟算法进行了改进,提高了数值模拟的精确性。并以云南蒋家沟泥石流的实测数据作为参数对算法进行了验证。     

分布式仿真系统层次设计商空间粒计算模型

大规模分布式交互仿真系统的开发与应用对仿真系统设计提出了更高的要求. 本文针对分布式仿真系统设计中存在的设计层次不明确的问题, 提出了基于商空间粒计算理论的系统分层模型, 该模型包括系统总体设计层、系统体系结构设计层和系统执行结构设计层, 解决了系统设计的层次问题. 在此基础上, 对各个层次的纵向和横向信息粒之间的关系进行了深入的分析, 并综合考虑了仿真任务、仿真资源和仿真服务的影响. 最后根据一个实际的仿真系统设计实例对模型进行了验证, 结果表明, 利用分布式仿真系统层次模型进行设计可以极大地提高系统的灵活性和可重用性.     

基于尺度的回转体流噪声特性探究

以SUBOFF潜艇回转体纵缝开孔模型为基础,进行2、3、4、5、6、7、8等比例放大,基于LES大涡湍流模型对流水孔三维流场进行数值模拟;通过设置不同的流噪声监测点,将八组尺度计算结果进行对比,研究了回转体多尺度流噪声对比、等距离和等位置的衰减特性;结果表明:8组模型尺度的变化与总声级的关系并不是单调的,总声级随着尺度的变大有变小的趋势;充分考虑湍流附面层的影响,回转体尺度越大,其等距离衰减量越小;在流场相同位置处,随着回转体尺度的增大,流噪声呈现先增大后减小而后再增大的规律;以上结论可为回转体模型流水孔的设计提供参考。