基于Fluent的省煤器输灰管弯头流场数值模拟

针对火力发电厂粉煤灰气力输送时经常发生管道弯头磨穿的情况,设计了特殊几何结构的防磨弯头.选取两种不同几何结构的弯头,对其内部的气固两相流流场进行了数值模拟,并对其防磨特性进行了比较分析.     

湍流气粒多相流数值模拟理论的最近进展

本文对近年来气粒多相流数值模拟理论国内外最新成就及其发展动向作了综合评述，涉及到直接模拟、离散涡模拟、统观模拟、统计模拟等几个重要方面，对其目前状况、特点、尚待改进的方向发表了作者的看法。文中也包含了作者本人在这方面取得的成果的概述。     

脱硫反应器进口弯头部分多相流数值模拟及结构优化

针对脱硫反应器进口弯头处液滴粘壁严重的问题,考虑液滴蒸发后,对气相采用标准湍流脉动κ-ε双方程模型．离散相采用随机轨道模型对碱雾发生器内气液固三相流动进行了模拟．得到了优化前后反应器弯头处的温度场、各相速度矢量场及颗粒浓度场。模拟结果表明,优化前由于多流体碱雾发生器和进口弯头在较底部接触,造成各相在弯头处转矩过大,各组液滴在较大的惯性力作用下容易偏离流线发生粘壁。     

基于动网格与UDF技术的阀门流场数值模拟

基于FLUENT软件提供的计算方法和物理模型,利用动网格及UDF(用户自定义函数)技术,对管路系统常见的4种阀门流动进行了动态数值模拟.该数值模拟方法打破了以往静态研究的局限,更真实地模拟了阀门的开关动态过程中的流动状态和阀体受力情况.动态仿真结果表明:随着阀门开度减小,流场变得复杂,出现复杂涡系,损失增加,同时阀门受力变化较大,会导致冲击与振动,对阀体工作精度与结构强度都非常不利,而且阀门开启过程与关闭过程并非简单反过程,尤其对于球阀,启闭过程中其流场特性与受力特点差别很大.     

某型增压器混流涡轮流场数值模拟

采用TurboGrid对某混流涡轮流道进行网格划分,基于有限元的有线体积法对空间进行离散,采用全隐式耦合求解方法,对三维可压缩流雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流方程进行求解,得出设计工况流场流动特性,结合S3流面的二次流线图,分析了通道涡、角涡、顶隙泄漏涡以及尾缘涡随着流动的发展及耗散过程,描述了轮毂和动叶表面流的流动特性和表面流来源,描述了顶隙泄漏流及尾缘径向窜流的产生过程和流动特性,给出了熵值在转子出口处的分布特点,损失产生的主要因素,结合S1流面的参数分布特点,对子午流道设计的合理性进行评价.     

基于数值模拟的110t复吹转炉氧枪优化研究

针对优化前后种顶吹氧枪参数及枪位特点,结合VOF多相流模型对转炉复吹熔池流场进行了三相流模拟,并将模拟结果进行对比分析,以确定最佳顶吹氧枪结构方案。模拟结果表明,优化后氧枪对转炉熔池冲击与搅拌效果明显优于原氧枪,但其加速了钢渣截面处炉衬侵蚀程度。工业试验结果表明,转炉平均供氧时间缩短1.5 min,吨钢氧耗降低1.33 m3/t(标准),终点压枪时冷却水温满足安全生产要求,因此优化后氧枪结构可为转炉冶炼提供了良好的动力学条件。     

某型两级涡轮流场数值模拟

应用三维粘性流计算程序对某型两级涡轮进行了数值模拟,该程序采用具有TVD性质的三阶精度Godunov格式,湍流模型为B-L代数模型。计算中考虑了变比热的影响。结果分析表明,由于该涡轮是采用考虑损失的S2流面及单列粘性流计算设计的,没能很好地反映气流角的匹配问题,因此在第二级静叶中存在较大的正攻角,这使得第二级静叶采用后部加载叶型的作用不大,没有达到减少二次流损失的目的,因此,在气动设计中进行多级粘性流的匹配计算是必要的。     

浸没循环撞击流反应器流场的三维数值模拟及分析

为了更好了解浸没循环撞击流反应器促进混合及反应的机理,基于k-ε湍流方程对反应器中的流场进行了三维数值模拟。得到了反应器内压力场及速度场的空间分布及随撞击速度的变化。计算了反应器能量消耗与撞击速度之间的关系。发现实验得到的压力波动强度与速度之间存在近似的空间分布,并对其原因进行了分析。     

基于可压缩SIMPLE算法的叶栅通道湍流流场的数值模拟

开发了二维任意曲线坐标系下、采用同位网格布局、能计算跨音速可压缩流动的SIMPLE方法计算程序。为提高精度,采用QUICK格式、CUI格式在不同的网格分布下计算。为了验证本文方法对低速到跨音速范围内的粘性流动的数值分析效果,对几个典型算例进行了数值试验,计算结果与文献和实验数据吻合较好。     

数值模拟环形燃烧室两相反应流场

在任意曲线坐标系下,采用一种整体分区结合法,对包扩压器和火焰筒在在内的环形燃烧室三维两相反应流进行了数值模拟。所相采用Ｅｕｌｅｒ方法处理,并采用标准ｋ－ε双方程紊流模型、ＥＢＵ－Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ紊流燃烧模型,六通量热辐射模型;液相采用Ｌａｇｒａｎｇｅ法处理。在非交错网格体系下,气相用ＳＩＭＰＬＥ法求解,液相采用颗粒群轨道模型,并用ＰＳＩＣ算法对其进行数值求解,计算结果表明这种新方法是可行的。     

基于Fluent的某型号锅炉末级过热器流动特性数值研究

针对某型号锅炉末级过热器的泄漏情况,基于CFD软件FLUENT,建立过热器的二维模型,采用k-ε湍流模型对烟气的速度场和离散项颗粒的轨迹场进行了数值模型。针对末级过热器管道多根管道密集布置的狭小空间,定量分析炉管黑线烟气流速分布的差异,颗粒的速度场及其轨迹特点,可为进一步研究锅炉末级过热器管道的剩余寿命提供理论依据。     

电站锅炉SCR系统流场的冷态试验与数值模拟的研究

采用冷态试验和数值模拟相结合对某电厂660 MW燃煤锅炉SCR脱硝系统中整流格栅、多孔板、导流板的设计方案进行了速度场和浓度场分布及压降的研究。结果表明数值模拟结果和冷态试验结果较为吻合。其中AIG上游速度分布CV值为15.4%,催化剂入口速度分布CV值为8.1%,浓度场CV值为5.7%,满足系统设计要求。催化剂入口处安装整流格栅可以优化进入催化剂层的气流方向,使烟气垂直进入催化剂层。     

开缝型翅片流动与传热三维数值模拟

通过数值模拟,研究空调系统使用的开缝型翅片的传热与阻力特性。对三种型式的开缝型翅片进行模拟,得出了流场和温度场。通过对比分析发现,双边交替开缝的slit-2型翅片,换热性能最好,X型双向开缝片的性能次之,单边开缝的slit-1型翅片换热效果低于前两种。数值模拟还得出,空气流过slit-x型翅片的阻力最大,流过slit-1型翅片的阻力最小。     

Estimation of zinc-bromine battery flow channel based on numerical simulation

液流框是锌溴液流电池电堆的核心部件之一,为了对已付诸应用的液流框流道设计进行评估,本文针对流道建立物理模型,以真实电解液物性参数为研究对象,借助数值模拟,进行流体仿真计算(CFD).文章详细探讨了电解液在流道内的流场分布,出口流量均匀度,流道进出口压差以及不同黏度与进口流量对压降的影响.结果表明:现有的流道设计可实现各出口流量均等,但电解液在扇形坡面设计并未能实现均匀分布,坡面结构有待优化;250 mL/min,0.018 Pa·s工况下的电解液在流道内的压降为22.3 kPa;电解液在流道内的压差与黏度的0.7次方成正比,与流量的1.3次方成正比.     

Latest progress in numerical simulations on multiphase flow and thermodynamics in production of natural gas from gas hydrate reservoir

Natural gas hydrates are promising potential alternative energy resources. Some studies on the multiphase flow and thermodynamics have been conducted to investigate the feasibility of gas production from hydrate dissociation. The methods for natural gas production are analyzed and several models describing the dissociation process are listed and compared. Two prevailing models, one for depressurization and the other for thermal stimulation, are discussed in detail. A comprehensive numerical method considering the multiphase flow and thermodynamics of gas production from various hydratebearing reservoirs is required to better understand the dissociation process of natural gas hydrate, which would be of great benefit to its future exploration and exploitation.     

水力旋流器流场的数值模拟研究

用计算流体力学软件FLUENT，采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点，且与他人实验结果吻合较好，说明该湍流模型和算法是可行的；旋流器上游区内流体紊流现象严重，两侧有循环流存在，这都对两相分离不利，应改进结构以改变这种流动形式；另外还对油-水两相流场进行了研究．初步揭示了液-液两相分离的现象，这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。     

同轴径向热管换热器壳程流场数值模拟

基于多孔介质模型和分布阻力方法,引入Al-sanea和Taborek两种阻力关系式模拟同轴径向热管换热器壳程的流场。结果表明:换热器壳程静压沿烟气流动方向呈线性分布;随入口烟气速度的增加,换热器阻力损失增大、压降增大;且随入口烟气速度的增加,压降增加的速率增大。     

Direct numerical simulation of gas-solid two-phase mixing layer

In this paper, the spatially evolving of the higher Reynolds numbers gas-solid mixing layer under compressible conditions was investigated by a new direct numerical simulation technology. A high-resolution solver was performed for the gas-phase flow-field, particles with different Stokes numbers were traced by the Lagrangian approach based on one-way coupling. The processes of the vortex rolling up and pairing in the two-dimensional mixing layer were captured precisely. The large-scale structures developed from the initial inflow are characterized by the counter-rotating vortices. The mean velocity and the fluctuation intensities profiles agree well with the experimental data. Particles with smaller Stokes numbers accumulate at the vortex centers due to the smaller aerodynamic response time; particles with moderate Stokes numbers tend to orbit around individual streamwise vortices and in the periphery of paring vortices; particles with larger Stokes numbers disperse less evenly, showing a concentration distribution in the flow field.     

调节阀内部流场的动态模拟及优化分析

运用动网格技术对调节阀关闭过程中不同开度的内部流场进行了动态数值模拟,基于数值模拟结果分析了阀门的流动特性,并与试验结果进行比较,结果表明与试验数据十分吻合。此外,对流场中的流线、漩涡和压力分布等参数进行分析,从考虑减小流场中漩涡的范围和减小能量损失为目的对阀门流道进行优化构思,为调节阀的优化设计提供可靠的依据。