非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅱ.具有剧烈分离的不稳定气流场的数值模拟

应用离散涡方法数值模拟了高雷诺数下的钝体(圆柱、方柱等)绕流,得到了流谱、涡谱等流动信息．从流谱和涡谱中可以明显看到流动分离、旋涡以及旋涡随时间的发展演化,即成功模拟出流动所具有的非定常、不稳定等非线性特征．     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅲ．非定常不稳定气固两相流动中颗粒运动与旋涡的相关结构

基于气固两相流动的离散涡模型与数值仿真方法，分别模拟了与重力方向垂直和与重力方向平行的平面内气固两相圆柱绕流（其中颗粒的St数为1.0），得到了流场中颗粒分布与旋涡分布的时间序列，由此进一步证明了高雷诺数下的二维气固两相流动中固体颗粒运动与流体旋涡存在着明确的相关结构：气体流经圆柱体时产生不稳定的剧烈分离流动，在圆柱绕流的尾迹区内存在着复杂的旋涡发展演化过程，由于流体旋涡对其周围固体颗粒的诱导作用，使得在尾迹区内中等尺度（St-0(1.0)的固体颗粒从均匀气固混合物中分离出来而往旋涡区运动，并最终在旋涡结构的外沿聚集。     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真：Ⅰ.模型方程 …

构建起旋涡框架下的气固两相流动数学模型与数值计算方法：应用离散涡方法（ＤＶＭ）计算具有剧烈分离的非定常不稳定气流场,采用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法模拟颗粒在流场中的运动;气流场的求解和颗粒运动求解,两者在时间上相互耦合,从而充分计及了不稳定流动对颗粒运动的影响。     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅰ.模型方程与数值方法

构建起旋涡框架下的气固两相流动数学模型与数值计算方法 :应用离散涡方法 (DVM)计算具有剧烈分离的非定常不稳定气流场 ,采用Lagrange方法模拟颗粒在流场中的运动 ;气流场的求解和颗粒运动求解 ,两者在时间上相互耦合 ,从而充分计及了不稳定流动对颗粒运动的影响     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅲ.非定常不稳定气固两相流动中颗粒运动与旋涡的相关结构

基于气固两相流动的离散涡模型与数值仿真方法,分别模拟了与重力方向垂直和与重力方向平行的平面内气固两相圆柱绕流(其中颗粒的St数为1.0),得到了流场中颗粒分布与旋涡分布的时间序列,由此进一步证明了高雷诺数下的二维气固两相流动中固体颗粒运动与流体旋涡存在着明确的相关结构:气体流经圆柱体时产生不稳定的剧烈分离流动,在圆柱绕流的尾迹区内存在着复杂的旋涡发展演化过程,由于流体旋涡对其周围固体颗粒的诱导作用,使得在尾迹区内中等尺度(St～o(1.0))的固体颗粒从均匀气固混合物中分离出来而往旋涡区运动,并最终在旋涡结构的外沿聚集.     

流体绕多个钝体不稳定分离流动数值仿真

采用离散涡方法对绕多个钝体不稳定，分离流动进行了数值仿真。数值试验结果表明，在来流对称的条件下，绕双圆柱流动是双稳态的，这和实验是一致的，绕多个钝体的流动更为复杂，前排对后排的流动存在很大的影响，尤其在前排不仅是一个物体的情况下。计算中还包括了物体的不同截面形状，这些计算结果将有助于各种换热器，海洋平台、建筑群布置等正确设计，改变以往仅按平均、稳定流动的设计。     

除尘脱硫塔内气固两相流动数值模拟

对除尘脱硫塔内的气固两相流动进行数值模拟，在计算中采用X—ε模型和颗粒轨道模型为理论模型，用SIMPLER及PSIC算法进行编程计算。计算结果表明，加装整流板后能有效的改善塔内的流场分布，从而改善了射流偏斜。     

六角切圆炉膛内气固两相数值模拟

本文应用FLUENT软件对桌电厂采用空气分级低NOX燃烧技术改造后的锅炉炉膛丙气固流场进行了数值模拟,得到气固两相的速度场和浓度场,分析了空气分级改造后炉内空气动力场特性及颗粒相的分布情况.本文的研究表明,合理调节炉内空气动力场结构,进行分级燃烧可以有效抑制炉膛结渣,实现低负荷稳燃,降低燃烧过程中氮氧化物的生成量.     

气固流化床中流动特性的数值模拟

给出了适于浓密气固流化床的双流体力学模型,采用ＩＣＥ和改进的ＩＰＳＡ算法,对均匀布风气固流化床中的流动特性进行了数值模拟,得到了均匀布风自由鼓泡流化床中的一种流动结构。计算结果与实验结果表明,所采用的计算模型和数值方法具有较高的可靠性。     

气固两相流动测量技术的现状与展望

主要阐述了气固两相流动测量技术的现状，分析比较了几种新型的测量技术在气固两相流动领域中的应用状况及各自的应用范围。并指出了现有技术不能完全满足测量要求，需要进一步的发展和完善。     

水轮机混凝土蜗壳内部液固两相流动数值模拟

针对长期运行于含沙水流的水轮机混凝土蜗壳,对蜗壳内部单相及液固两相流动规律进行数值模拟,研究了运行负荷、粒径大小及颗粒浓度对蜗壳内部流动规律的影响.结果表明:不同负荷下蜗壳内部速度场和压力场分布相似,仅在数值上发生变化;在进口颗粒体积分数不变时,随粒径的增加,沉降在蜗壳底部颗粒浓度增加,蜗壳底部颗粒体积分数最高达到16.83%;在相同粒径下随颗粒进口体积分数增加,蜗壳壁面颗粒体积分数增加,对蜗壳造成的磨损较为严重,颗粒与壁面的碰撞程度增加,较易引起水轮机的空蚀.     

平面气垫叶栅内气—固两相流动的特性研究

用计算方法对进入具有由粘性流动模型导出的初始条件的气相流动主流区及边界层区的颗粒轨迹进行跟踪，并引入边界惯性模型、分析气垫叶片特有的加厚边界层对造成磨损的粒子轨迹的影响，结果表明气垫叶栅中气垫对粒子的作用会改善叶片表面的工作环境，从而起到了减轻对叶片磨损的作用。     

管内气固多相流动数值模拟方法的研究与实践(Ⅰ)

对气固多相流动的数值模拟的方法和描述气固多相流动特性的数学模型进行了较为详细的综合分析．通过分析发现：采用K－ε双方程模型描述气相湍流模型,应用SIMPLE算法计算气相速度场．然后采用FSRT模型、Lagrange法计算颗粒场特性,是一种行之有效的数值模拟管内气固多相流动的方法．     

三维水翼梢涡气核运动特性的数值模拟

针对三维水翼梢涡处流场和气核运动特性的问题,采用LES湍流模型和DEM模型进行数值分析.对有攻角水翼梢部进行网格加密,成功捕捉到梢涡结构,在这个基础上添加DEM模型构建的气核,研究气核在梢涡影响下的运动规律.数值结果表明:该方法很好地模拟了带导流罩水翼梢涡形成与发展的过程,得出了直径为100μm的气核在梢涡影响下的迁移...     

气固多相双通道同轴射流湍流场的数值模拟（2）

运用气固多相流数值模拟软件对双通道同轴气固射流湍流场进行了数值模拟研究,预测结果与ＬＤＶ激光测速仪得的固体颗粒速度分布进行了比较,结果表明,吻合较好,该软件为气固多相流工程的快速、经济的开发研究提供了相应的辅助工具,同时,也是理论研究气固多相化学反应流的基础。     

气固多相双通道同轴射流湍流场的数值模拟（1）

以气体湍流运动方程组,ｋ－ε双方程湍流模型及颗粒群运动的轨道模型为基础,气体湍流场的计算采用ＳＩＭＰＬＥ数值计算方法,颗粒群的运动方程采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法求解,开发研制出相应的通用计算软件,可以理论模拟预测工程气固流动中的气体湍流场的速度分布,颗粒运动速度场及颗粒的空间运动轨迹等。     

水平90°弯管内固液两相流动的数值模拟

为研究90°弯管内固液两相流动特征,采用多相流混合模型对水平90°弯管内水和沙粒固液两相流动进行数值模拟,分析弯管典型横截面上二次流现象,讨论其发展变化对沙粒浓度分布的影响。模拟结果显示:当Re=5×104时,随着入口沙粒浓度升高,弯管出口横截面中心区域混合流体速度趋于更均匀分布,随着入口沙粒直径增大,沙粒快速积聚于管道下侧,形成堆积;当Re数增大到2×105时,在相同沙粒直径下,弯管出口横截面混合流体速度分布变化不大,除管道下侧区域外,沙粒浓度分布变得更均匀。与实验结果对比表明,该模型可用于弯曲管道内固液两相流动特性的有效计算。     

水疗按摩喷头内部两相流流场的数值模拟

为详细了解水疗按摩喷头内的气液两相流流场,对喷头内部流场进行了数值模拟计算,并在数值模拟的基础上。分析喷头内流场的压力、速度、气相分布。找出原结构的不足。结果表明：进水管直角弯头处的压力和速度减小显示了管道方向的突然改变引起局部能量损失;根据数值模拟显示的负压区可指导设计进气管的最佳位置;气相分布显示,原进气管的非对称结构使气液混合不够均匀。将模拟计算结果与实验结果比较,证明数值模拟所用的计算模型是有效的,表明数值模拟可以用于喷头的结构设计指导。并为喷头的结构优化提供便捷的验证手段。     

水平90°弯管内固液两相流动的数值模拟

为研究90°弯管内固液两相流动特征,采用多相流混合模型对水平90°弯管内水和沙粒固液两相流动进行数值模拟,分析弯管典型横截面上二次流现象,讨论其发展变化对沙粒浓度分布的影响.模拟结果显示:当Re=5×104时,随着入口沙粒浓度升高,弯管出口横截面中心区域混合流体速度趋于更均匀分布,随着入口沙粒直径增大,沙粒快速积聚于管道下侧,形成堆积;当Re数增大到2×105时,在相同沙粒直径下,弯管出口横截面混合流体速度分布变化不大,除管道下侧区域外,沙粒浓度分布变得更均匀.与实验结果对比表明,该模型可用于弯曲管道内固液两相流动特性的有效计算.     

三维气固圆柱绕流颗粒扩散的直接数值模拟

为了考察颗粒在圆柱尾流中扩散的运动机理，对气固两相圆柱尾迹流动进行了高精度紧致差分方法的三维直接数值模拟.在对气相流场进行高精度模拟的基础上， 采用了Lagrangrian方法来追踪颗粒场的运动.比较了不同颗粒Stokes数为0.01、1、10和不同Reynolds数为180和200下颗粒的扩散函数，考察了三维圆柱尾迹流流场中气相场的运动对颗粒相扩散的影响.模拟结果表明：当气相流场由二维特性向三维特性转变时，由于受到气流场展向涡的影响，颗粒的展向扩散函数有相当程度的增大.颗粒在横向上扩散函数随着粒径的增大而增大，而在展向上颗粒扩散函数则随着粒径的增大而减小.