鼓泡流化床中多组分颗粒分离的软球模拟

基于颗粒轨道模型,建立了粒径服从均匀分布的多组分颗粒体系分离的软球模型,模拟了粒径服从均匀分布的连续组分、三组分颗粒体系在流化床中的分离行为,并研究了表观气速不同时,连续组分、三组分颗粒体系的分离规律;同时讨论了粒径分别服从均匀分布与正态分布时,三组分颗粒体系分离行为的差异。研究结果表明：表观气速对连续组分、三组分颗粒体系的分离行为都有重要影响,但影响不同,粒径分布不同对三组分颗粒体系的分离行为没有显著影响。     

耦合格子Boltzmann的聚合物结晶相场方法

在模拟枝晶生长的相场方法上,耦合多松弛格式的格子Boltzmann方法,建立了相场-格子动力学耦合模型,对聚合物结晶过程中出现的枝晶生长形貌进行了数值模拟。耦合模型规避了传统相场法需要高分辨率场精确解决固液界面的难点,其中高精确的解析度会严重影响时间步长的选取。运用LBM方法,提出了一种自适应的时间步长计算方法,允许在改变时间步长的同时不需要相应地改变网格大小,时间步长允许设置得较大而数值模拟结果不会出现发散现象,也避免了高精度差分格式的使用。使用FORTRAN语言对相场-格子动力学耦合模型进行了求解,通过对聚合物等规聚苯乙烯结晶的数值模拟,研究了在不同实验温度下等规聚苯乙烯晶体的数值模拟形貌,并与实验结果进行了比较,验证了模型的有效性。     

气辅注射成型运动界面的Level Set方法数值模拟

给出气液两相流数学模型,选取Cross-WLF模型作为熔体的黏度模型,采用Level Set/SIMPLEC方法模拟了气体辅助注射成型中气体穿透过程,追踪到了不同时刻的运动界面(气熔界面和熔体前沿界面),描述了运动过程中不同时刻速度和温度等重要物理量的分布情况,分析了熔体温度、气体延迟时间和注射压力对气体穿透时间和穿透长度的影响。数值结果表明,Level Set/SIMPLEC方法可以准确追踪气体穿透过程中的两个运动界面;熔体温度、延迟时间和气体注射压力对气体穿透长度有显著影响。     

基于两相两区模型的气固流化床DEM模拟

气固流化床DEM模拟中,通常采用面积加权平均法计算局部空隙率,为了考虑网格中显著非均匀结构对局部空隙率的影响,提出一个计算局部空隙率的两相两区模型。该模型将网格中的非均匀结构虚拟划分为稀相和密相,将实际网格区域划分为稀区和密区,并采用时空关联性原理识别稀区和密区;模型还采用自适应方法计算网格中颗粒分布的非均匀度;将非均匀度作为非均匀结构的影响权重计算密区颗粒的局部空隙率。模拟了鼓泡流化床,模拟结果表明:与传统的DEM相比,基于两相两区模型的DEM能更好地模拟气泡形态,且能捕捉气泡冒出床层和气泡破裂的复杂现象。     

三维非等温非牛顿流体充模过程的建模与模拟

为了避免使用速度延拓法处理自由表面边界条件,更真实地反映非牛顿熔体的充模过程,耦合Navier-Stokes方程组,建立了三维实体气液两相流模型。采用基于SIMPLE算法的同位网格有限体积法求解流场物理量,并结合Level Set界面追踪技术实现了非等温熔体充模阶段的动态模拟。为防止出现三维情形下棋盘型压力场,利用同位网格动量插值技术,解决压力与速度失耦的问题。分析了充模过程中,流场物理量的变化情况,研究了注射速率、入口温度等对充模过程及熔体凝固层厚度的影响,得出了与实验相吻合的模拟结果。数值结果表明,三维实体气液两相流模型能更准确地描述聚合物熔体的充模过程;当注射速率较大、入口温度较高时,充模时间较短,熔体凝固层的厚度较小。     

三相铁心电抗器的计算机软件设计

从理论和实践的结合上阐述了三相铁心电抗器的设计及用ＦＯＲＴＲＡＮ语言实现的具体方法。该程序可以准确计算出三相铁心电抗器的各种参数且适用于实际生产。     

非牛顿流体非等温充模过程的Level Set方法模拟(英文)

A non-isothermal injection molding process for a non-Newtonian viscous pseudoplastic fluid is simulated. A conservative interface capturing technique and the flow field solving method are coupled to perform a dynamic simulation. The validity of the numerical method is verified by a benchmark problem. The melt interface evolution versus time is captured and the physical quantities such as temperature, velocity and pressure at each time step are obtained with corresponding analysis. A “frozen skin” layer with the thickness increasing versus time during the injection process is found. The fact that the “frozen skin” layer can be reduced by increasing the injection velocity is numerically verified. The fountain flow phenomenon near the melt interface is also captured. Moreover, comparisons with the non-isothermal Newtonian case show that the curvatures of the interface arcs and the pressure con-tours near the horizontal mid-line of the cavity for the non-Newtonian pseudoplastic case is larger than that for the Newtonian case. The velocity profiles are different at different positions for the non-Newtonian pseudoplastic case, while in the case of Newtonian flow the velocity profiles are parabolic and almost the same at different positions.     

充模过程的Level Set两相流模拟

采用Level Set两相流方法模拟了熔体充模过程,避免了处理复杂的边界以及用Ghost方法将熔体内的速度值外推到熔体外的情况。分别对型腔水平中面与垂直中面的充模过程进行了模拟。讨论了不同注射速度、不同注射口数量以及不同Reynolds数对充模过程的影响,得出了不同时刻各种情况下熔体界面的位置与充模过程刚结束时型腔内的压力分布,分析了熔体在型腔内运动的不同阶段的特点及形成不同阶段的原因。结果表明,在注射口宽度与型腔宽度相差不大的情况下,如果采用中低速充模,则整个充模运动过程以比较平稳的扩展性运动为主,充模较完全,熔体不发生破裂,制件效果较好。充模速度越大,熔体达到平稳流动的时间越短,充模过程越短。数值模拟结果与实验结果一致,同时表明Level Set两相流方法在求解拓扑性质发生较大变化问题时具有很大的优势。     

三相铁心电抗器的计算机软件设计

从理论和实践的结合上阐述了三相铁心电抗器的设计及用 FORTRAN语言实现的具体方法。该程序可以准确计算出三相铁心电抗器的各种参数且适用于实际生产。     

鼓泡流化床离散模拟中的一个局部空隙率模型

气固流化床离散颗粒模拟中通常采用面积加权平均法计算局部空隙率,不能较好地反映流化床中显著的非均匀结构特性.为了考虑非均匀结构对局部空隙率的影响,文中提出一个适用鼓泡流化床的局部空隙率模型.将流场划分为稀区(气泡区)和密区(乳相区);非均匀结构对密区局部空隙率的影响通过引入局部空隙率下限和非均匀影响系数描述;将提升管流动...