行星式搅拌釜内固液混合时间的数值计算

行星式搅拌装置内搅拌桨的运动轨迹复杂,对固体颗粒与高黏度聚合物熔体的混合效果较好。混合时间是表征搅拌釜内流体混合状况、评定搅拌釜效率的重要参数之一。利用FLUENT软件数值模拟一种行星式搅拌釜内高黏固液两相混合过程,采用传统混合时间定义方法和体积分数法2种方法计算搅拌桨不同自转转速的混合时间,并将2种方法的计算结果进行比较;采用体积分数法计算搅拌桨不同安装高度时的混合时间。计算中采用欧拉模型,使用动网格技术,利用FLUENT的用户自定义函数确定搅拌桨的速度。数值计算结果表明,采用选取监测点计算混合时间的方法,不同监测点的混合时间有较大差异,为保证全釜内混合均匀,应选取混合时间最长的监测点;选取监测点和体积分数2种混合时间计算方法得到的混合时间基本相同;随着搅拌桨自转转速的提高,混合时间明显缩短;采用釜底加料方式,搅拌桨安装高度从20mm提高到60mm时混合时间缩短。     

基于EWF的HARV搅拌釜CFD仿真研究

利用数值仿真分析了高长径比容器搅拌釜的流固混合过程。分别采用标准壁面函数和增强壁面函数进行数值仿真,并比较两种壁面条件下的仿真结果。最后,基于铁磁性颗粒电感跟踪装置获取了实际颗粒流固混合曲线。实验结果表明,基于增强壁面函数的颗粒混合数值仿真结果具有更好的准确性。     

基于SIMATIC PCS7的带搅拌釜式反应器温度控制策略与仿真研究

该文以多功能过程与控制仿真实验系统（MPCE）中的带搅拌釜式反应器间歇反应过程为被控对象,设计了旨在确保反应温度变化的控制方案。控制方案集成了PID算法、模糊控制和专家系统。利用西门子SIMATIC PCS7过程控制系统进行了仿真研究。结果表明控制效果良好。     

硅藻土固定细胞-陶瓷膜微泡曝气-搅拌釜式反应器生物脱硫的研究

Pseudomonas delafieldii R-8是一株高效的脱硫菌,是好氧菌。陶瓷膜微泡曝气能产生100μm左右的气泡,理论的利用率能达到100%,并且膜管在曝气的过程中有滤菌作用,可以节约能耗。搅拌釜式反应器在气液之间的混合效果好、相接触面积大以及传质效果好。本文首次使用陶瓷膜微泡曝气技术,研究了硅藻土固定化的R-8细胞在搅拌釜式反应器中的脱硫反应,得到最优的脱硫条件为:温度为30℃,搅拌转速为400 rpm以及通气量为0.04 MPa。等量的细菌量进行生物脱硫,陶瓷膜微泡曝气的初始脱硫速率以及24 h的总脱硫率分别为0.12 mmol/h和91%,而传统的鼓泡曝气的的初始脱硫速率以及24 h的总脱硫率分别为0.07 mmol/h和23%,使用陶瓷膜微泡曝气的初始比脱硫率以及24 h的总脱硫率要远远大于传统鼓泡曝气,因此,陶瓷膜微泡曝气具有明显的优越性。     

基于多尺度的声测量搅拌釜内物料特征

通过声波信号在线分析反应器内物料特征具有快速、无损、安全、不侵入流场的优点。讨论了利用声发射信号在线分析搅拌釜内物料浓度与粒度的方法。先通过小波变换多尺度分解原始声信号,然后以分解后各细节信号小波系数幅值绝对值加和为特征变量,釜内物料浓度或颗粒平均粒度和声发射信号的关系再用判别分析方法加以区分,考察了信号长度、分解尺度以及不同小波对判别准确性的影响,结果表明,当物料的浓度一定时,基于多尺度分析的声测量方法可以准确地对釜内物料的粒度进行分类。     

连续搅拌釜式反应器的自耦比例–积分–微分控制

针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential, ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,并根据ACPID镇定规则建立了连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor, CSTR)的ACPID控制系统.理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明了ACPID控制系统的有效性,在CSTR稳态调节控制领域具有重要的应用价值.     

撞击流反应器内气固两相流动的数值模拟

采用标准k-ε湍流模型和颗粒轨道模型模拟了水平撞击流反应器内的气相流场和颗粒运动,实验采用压力计和PV4A光纤速度测量仪测量了整体压力损失和颗粒沿喷嘴轴线的速度变化,模拟得到的规律和实验结果基本吻合。通过模拟还得到了单侧颗粒进料时的颗粒运动特征、颗粒的最大渗透深度和平均飞行时间等信息。结果表明,撞击区域集中在2～3倍喷嘴直径范围之内,气流场的速度和压力呈对称分布,颗粒进入反向气流后速度急剧衰减,最大渗透深度约为喷嘴直径的2倍,颗粒的平均飞行时间在0.7 s～1.8 s之间。随着喷嘴气流速度的增加,颗粒物料更容易被气流带走。     

液-固-固三相流搅拌槽内流动特性研究

采用计算流体动力学方法,通过欧拉多相流模型对螺杆-挡板搅拌槽内的某液-固-固三相流进行速度场、密度场和各相体积分数分布进行研究。结果表明,在原始的螺杆-挡板式搅拌桨作用下,多相流整体流动性和湍流特性均不太明显,近壁区易形成高密度聚集现象。增设辅助螺杆桨后,湍流现象明显增强,促进了各区域流体的混合对流;近壁区各相体积分数偏离设定值较小,偏差为±5%;中间区域各相体积分数相对稳定,且与设定数值更接近,偏差为±2%,整体而言,混合均匀化效果更好,有效避免了搅拌死角。研究结果对多相流流动特性分析和搅拌装置优化设计具有一定的参考意义和理论价值。     

喷射反应器内液-液快速反应的数值模拟

对于复杂快速反应,反应物之间能否快速均匀地混合是影响反应转化率、选择性和收率的重要因素,而喷射器作为一种高效混合设备,以它固有的优越性,越来越受重视。本文以酸碱快速中和反应为例,利用CFX5软件,采用k-s模型．将主动流体与引射流体的速度,在不同比值下对反应的影响作了模拟,结果表明,流速比决定反应的速度,流速比越大则反应越快,消耗的动力也越多,因此对于实际的喷射反应器,它必然有一个最优的速度比值。另外,本文还对流速比确定,不同反应物浓度比对反应的影响进行了模拟,结果表明浓度比对反应的影响很小,可以忽略。     

喷射器内液-液湍流反应过程的数值模拟

利用两环境矩直接积分模型(DQMOM)对喷射器内液液平行-竞争反应体系进行了研究,结果表明:在固定引射流速的情况下,随着喷嘴速度的增加,平行-竞争反应的选择性越来越高, 副反应的转化率越来越低;在固定喷嘴流速的情况下,随着引射流体速度的增加,平行-竞争反应的选择性越来越低,副反应的转化率越来越高;速度比一定时,喷嘴绝对速度值越大,副反应的转化率越低.     

三聚氰胺工艺的动态仿真

三聚氰胺工艺是化工领域中比较复杂的工艺流程,由于过程的复杂性和不稳定性,实际生产中难以控制,很难建立数学模型进行计算.为解决上述问题,对尿素高压法制备三聚氰胺的过程进行模型化和动态仿真的研究.通过对体系进行物料平衡和能量平衡分析,在可靠的热力学和反应动力学基础上,建立了数学模型,并根据模型的形式选取了适当的数值计算方法求解模型体系,最后完成了本工艺流程的动态仿真.仿真结果与实际生产的工艺参数吻合得较好,验证了模型的正确性.     

水中对抗仿真系统实体模型管理问题的研究

水中对抗作战仿真系统是模拟水中武器对抗作战的网上仿真演练系统。对于大规模的仿真演练,必然要求开发有效的、功能完善的模型管理系统。该文介绍了开发仿真实体模型管理系统过程中的方法：首先从系统仿真建模工作开始进行分析和研究,采用层次化、模块化建模并将仿真模型与仿真实验平台有效分离,规范了建模过程,分析了采用DLL技术在模型实现中的应用,并根据模型的特点,分析了采用模型库与模型管理系统对仿真模型进行管理的方法。     

气固两相流中颗粒间碰撞传热进展

稠密气固两相流中,颗粒间的碰撞成为流动、传热过程的重要作用机理,它们对热交换过程有重要的贡献。文章概述了气固两相流中,颗粒间碰撞传热机理的研究现状;评述了欧拉-拉格朗日和欧拉-欧拉模型框架下,颗粒间碰撞传热研究的进展。基于颗粒动力学理论和随机碰撞频率的概念,建立了适用于欧拉-欧拉方法的颗粒间碰撞传热的数学模型。     

A framework for 3D model reconstruction in reverse engineering

We present a framework for 3D model reconstruction, which has potential applications to a spectrum of engineering problems with impacts on rapid design and prototyping, shape analysis, and virtual reality. The framework, composed of four main components, provides a systematic solution to reconstruct geometric model from the surface mesh of an existing object. First, the input mesh is pre-processed to filter out noise. Second, the mesh is partitioned into segments to obtain individual geometric feature patches. Then, two integrated solutions, namely solid feature based strategy and surface feature based strategy, are exploited to reconstruct primitive features from the segmented feature patches. Finally, the modeling operations, such as solid boolean and surface trimming operations, are performed to “assemble” the primitive features into the final model. The concepts of “feature”, “constraint” and “modeling history” are introduced into the entire reconstruction process so that the design intents are retrieved and exhibited in the final model with geometrical accuracy, topological consistency and flexible editability. A variety of industrial parts have been tested to illustrate the effectiveness and robustness of our framework.     

控制对象仿真系统的研究

用系统工程的分析方法建立了一系列常见的动态仿真模型。模型包括动态画面制作、对象参数的设定、脚本程序的编制、通信程序的编写及参数设置等内容,达到了动态模拟真实被控对象的效果。该仿真系统用VB语言开发并在Windows环境下运行,它为可编程序控制器的教学与培训提供了一套较为丰富、灵活的虚拟被控对象,利用它可以设置一些异常情况,以训练和提高操作员的编程技能和解决突发事故的能力。此外,该模型作为一种有效的训练手段可以大大节省培训设备的投资。     

用电子表格软件建立动态仿真模型

本文描术了用于船舶操纵的动态仿真模型的电子表格开发环境，文中用自引用公式对动态方程进行了编程，该技术不需要电子表格的宏指令。文中还讨论了电子表格用于动态仿真建模的利弊。     

An Experimental Study of Sliver Exudation

We present results on a two-step improvement of mesh quality in three-dimensional Delaunay triangulations. The first step refines the triangulation by inserting sinks and eliminates tetrahedra with large circumradius over shortest edge length ratio. The second step assigns weights to the vertices to eliminate slivers. Our experimental findings provide evidence for the practical effectiveness of sliver exudation. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: H. Edelsbrunner, Department of Computer Science, Duke University, Box 90129, Durham, NC, USA     

基于噪点去除的人脸三维网格光顺

文章针对人脸这一特殊模型的去噪和光顺问题,结合网格平滑的常用策略,从模型组织,噪点检测与修正,网格平滑等方面给出了具体的解决方案。经实践证明结果完全符合要求。