氧碘化学激光器中的化学非平衡流动数值模拟

采用数值方法求解二维可压缩非定常Navier-Stokes(N-S)方程及组分连续方程，计算氧碘化学激光器中的化学非平衡流场。采用格心格式的有限体积法对N-S方程作空间离散，用四步龙格一库塔方法作显式时间推进。假设混合气体为热力学完全而热值非完全气体，化学反应模型采用有限速率反应模型。使用一种松弛迭代的方法来处理化学源项的刚性问题。对3种组分配比情况下氧碘化学激光器中的化学非平衡流动进行了计算，给出了不同情况下几种组分的浓度分布，分析了2种组分的浓度对激光器性能的影响。所得结果与理论分析以及文献结论一致。     

混合电解质溶液热力学——从渗透系数计算溶质活度系数的新型公式和计算方法

从热力学基本关系式出发,应用变量替换,导出从混合电解质溶液的渗透系数计算溶质活度系数的通用热力学方程。分别讨论了在以离子强度I和组分离子强度分数y为变量,或以总离子浓度m和组分离子浓度分数y为变量时方程的各种实用形式。以m和y为变量的方程与C. Pan的方程相同,但不需要两电解质具有相同电价形式的限制。从电解质溶液的理论分析导出渗透系数φ的合适的函数式,使φ的曲面拟合能在较大的浓度区间上进行且有较高的精度。将拟合的φ曲面函数式代入本文的方程能非常简单地求出溶质的活度系数,解决了I=0端点的广义积分问题。四个体系的计算结果与Pitzer方程的结果吻合,本文的公式和计算方法还适用于溶质为非挥发性的非电解质体系。     

实现气液两相非平衡过程模拟的一种新算法

目前国内外多采用平衡后各组分逸度系数相等的平衡判据来描述两相中各个组分的分配情况,但该法无法进行两相由非平衡初始状态达到平衡状态这一非平衡热力学过程的研究.针对这个问题,引入扩散方程描述气相和液相各个组分由接触到稳定的过程,实现了描述两相非平衡态扩散过程的数学模型,提出了分阶段求解的模型求解新算法,并对一个二元气液两相系统进行了实例分析.计算结果与实验数据对比验证了该算法的可行性,从而为非平衡态相变问题的分析提供了新的方法.     

电解质NRTL模型在尿素低常压回收系统模拟中的应用

ACW(NH3-CO2-H2O)的汽液平衡对于尿素低常压回收系统模拟意义重大.本文介绍了ACW体系汽液平衡计算的发展情况,利用文献数据回归了电解质NRTL模型的交互作用能参数,汽液平衡计算时使用电解质NRTL模型计算液相活度系数,用SRK方程计算汽相逸度系数.将计算的ACW体系平衡压力与文献值进行比较,验证了参数回归的准确性.最后,经过模拟计算表明电解质NRTL模型能很好地满足尿素低常压回收系统模拟计算的需要.     

用渗透系数推算单电解质二元无机水溶液的方法

本文提出了一种推算单电解质二元无机水溶液(火用)值的方法。其中,根据Pitzer普遍方程所得到的渗透系数公式和Gibbs—Duhem方程,推算出二元无机水溶液的化学值计算式,利用该计算式推导出NaCl、NH_4Cl和NaNo_3三种无机水溶液的化学与浓度的关系式,可方便地计算出不同浓度及溶液的化学,进而计算溶液     

磷酸三丁酯-水-磷酸体系液液相平衡研究

测定了磷酸三丁酯－水－磷酸三元体系在２５℃和５０℃下的液液相平衡数据．应用Ｐｉｔｉｅｒ电解质溶液理论和Ｇｕｇｇｅｎｈｅｉｍ似晶格非电解质溶液理论,提出了该体系中有机相组分活度系数的计算方法,在关联出计算所需的模型参数的基础上,计算了该体系在２５℃下的活度系数值。     

PVT筒中气液两相非平衡过程的数值模拟

目前国内外多采用平衡后各组分逸度系数相等的平衡判据来描述两相中各个组分的分配情况,但该法无法进行两相由非平衡初始状态达到平衡状态这一非平衡热力学过程的研究.针对这一问题,提出了引入扩散方程来描述液相和气相各个组分由接触到稳定过程的方法,建立了描述两相非平衡态扩散过程的数学模型.提出了分阶段求解模型的求解算法,并运用该法对PVT筒中气液两相系统由接触到稳定过程的状态进行了分析,得出系统全程压力变化规律及平衡状态下随高度变化的甲烷浓度分布规律.计算结果与实验数据对比验证了该方法的可行性,从而为非平衡态相变问题的分析提供了新的思路.     

Excel的方程求解功能及其化学化工应用

介绍了Excel的方程求解功能，无须编程即可在计算机上快速完成求解计算，可满足化学化工常遇到的复杂计算问题。通过化学平衡计算和多釜串联全混流反应器设计计算的实例，说明了该方法的实用性和有效性。     

基于全变差的本原对偶有效集图像复原算法

通过应用增广拉格朗日正则化方法,先将全变差复原模型转换为一个非光滑方程.在此基础上,提出了一个求解该方程的计算量较小的本原对偶有效集算法.该算法等价于一个半光滑牛顿法,因而具有快速的局部超线性收敛性.数值结果表明该算法是有效的.     

亚、跨、超音速CFD方法的研究

文中基于微分算子的物理机制,提出一种隐式分步法——耦合压力和温度修正方法.在曲线坐标系下运用非交错网格技术,将该方法在全马赫数范围内向求解三维粘性流体流动控制方程方向扩展.对Navier-Stokes方程和湍流模型正k-ε方程,分别采用不同的求解方法进行求解.通过对一维收扩喷管流体流动及三维拉伐尔喷管中的超音速粘性湍流流动的数值计算,计算结果与文献中计算结果及试验数据相符良好.进而表明该方法是可行的,对于马赫数变化范围较大的流动具有较高的模拟精度和较快的收敛速度,有广泛的应用前景.     

水质控制预测箱模型在滇池中的应用研究

本文进行了水质控制预测箱模型的研究井结合滇池实际情况采用一层二维箱模型将滇池分成九个完全混合的体积单元。模型中的推移流和污染组分浓度分别由水量平衡原理和污染物质量守恒方程来确定。模型分成稳态和动态两种情况。对不同水位下总磷、总氧、化学耗氧量、生物需氧量四种水质组分进行了模拟,计算结果与实测资料符合较好。对所建模型提出了在滇池水污染研究中的应用前景。     

化学驱数值模拟的IMPIMC方法

针对化学驱采油中聚合物-表面活性剂-碱三元复合驱数学模型,提出一种顺序隐式求解算法。首先顺序隐式求解压力-组分浓度方程(implicit pressure and implicit concentration, IMPIMC),然后用牛顿雷弗森迭代方法求解化学反应平衡方程组;通过三元复合驱数值模拟,将该隐式算法和传统的隐式压力-显式组分浓度(implicit pressure and explicit concentration, IMPEC)方法进行了比较,结果表明,采用该隐式算法稳定性好,计算速度提高45%以上。     

建筑热水全循环管网热损失计算方法的探讨

通过联立公共节点连续性方程和管段热损失平衡方程，建立建筑热水全循环管网的数学模型，采用牛顿迭代法求解节点水温，得出各项参数，编写通用电算程序，经实例计算，得出满意结果。     

中等欠膨胀和过膨胀火箭喷焰电磁特性计算

建立了一种近 远场分区耦合计算方法来计算中等欠膨胀和过膨胀火箭喷焰的微波衰减特性 .首先在近场 ,用时间相关法求解轴对称N S方程 ,湍流模型为k ε二方程模型 ,获得近场压力参数分布 .然后求解轴对称抛物化N S方程并耦合有限速率化学动力学模型在已知的近场压力分布基础上进行空间推进 ,在近场末端获得远场初始参数 .在远场 ,直接求解轴对称抛物化N S方程 ,认为压力变化可忽略不计 ,并考虑更复杂的化学反应过程 .最后在整个流场上利用电子导电模型计算喷焰的电磁特性参数 .对中等欠膨胀和过膨胀喷焰微波衰减进行了计算和分析 ,计算结果与实验结果比较一致 .这种改进的方法可用于中等非完全膨胀火箭喷焰的微波衰减特性研究 .     

基于COMSOL Multiphysics的渗流有限元分析

复杂渗流场的自由面求解、饱和-非饱和渗流场分析以及考虑渗流作用的多场耦合分析等问题是目前水利水电工程计算中的难点和热点.由于这些问题具有较强的非线性,数值模拟难度较大.对COMSOL Multiphysics软件进行了初步的开发和应用,基于Darcy方程、Richards方程等基本微分方程,或者建立自定义偏微分方程模型,进行了渗流分析的数值模拟.对自由面求解问题采用了一种新思路,研究了非饱和渗流计算参数的处理技术,探讨了多物理场耦合分析方法,并通过若干算例,验证了技术路线的合理性和可行性.借助COMSOL对重力坝断面二维渗流场及复杂岩基三维渗流场进行了数值分析,计算成果合理.实现了渗流场与应力场、温度场三场(THM)的全耦合分析,为进一步探索温度-渗流-应力-化学(THMC)全耦合模型的计算奠定了基础.     

荷电镶嵌膜Donnan平衡理论模型的研究

推导了荷电镶嵌膜单盐溶液和混合盐溶液的Donnan平衡模型 ,指出荷电镶嵌膜对无机电解质具有较低的截留率 ,可实现电解质与低分子有机物的有效分离 .对于理想的荷电镶嵌膜 ,电解质能自由地通过 ;在混合盐体系中 ,离子的分配系数有可能大于 1 ,导致离子的负截留率 .Donnan平衡模型可定性地预测电解质的截留率关系 ,并由截留率关系判断膜的正、负荷电性 .     

改进的Van der Waals方程推算双组分的吸附平衡

借鉴热力学状态方程在气液平衡中的经验,修改了二维van der Waals状态方程,并在气固吸附平衡中应用。从纯组分的吸附等温线出发,推算气和二氧化碳混和物及二氧化碳和一氧化碳的混和物分别在C_u(I)Y沸石上的吸附平衡。还用另外三个吸附模型的计算和比较。它们是理想吸附溶液模型,Flory—Huggins活度系数方程的吸附空穴溶液模型及二维van der Waals状态方程。结果表明,本文改进的方程推算实验数据的效果比其它模型好,尤其是关于一氧化碳和二氧化碳在C_u(I)Y石上的吸附,络合吸附和物理吸附是同时发生的。     

饱和多孔岩体中温度场渗流场应力场耦合分析

利用混合物理论,推导出裂隙岩体等效连续介质温度场、渗流场和应力场三场耦合的全耦合数学模型及其控制方程.采用全耦合求解法给出了控制方程的有限元表达式,编制了相应的二维有限元程序.给出的应用算例计算结果较好地反映了渗流、应力及温度场耦合作用下位移、孔隙水压力、温度的变化规律,表明了该计算模型与所开发的数值计算程序是合理和实用的.     

有关相平衡的溶液热力学—现状与进展

评述了非电解质和电解质溶液相平衡的近期研究动态。在非电解质溶液方面,讨论了由过量热力学性质、基团贡献法和状态方程等推算或关联汽液平衡的方法和液液平衡的计算方法。在电解质溶液方面,讨论了挥发性电解质溶液的汽液平衡和相平衡中的盐效应等问题。在综述的基础上,对我国有关相平衡的溶液热力学的研究方向提出了建议。     

水泥浆体液相离子浓度模拟

提出了一种基于三维水泥水化过程计算机模型的水泥基材料液相(孔溶液)离子浓度预测新方法。综合考虑了环境温度、湿度、材料配合比等因素,基于水泥化学和溶液化学理论,采用固-液相动态平衡分析方法,利用三维计算机模型CEMHYD3D来预测水泥浆体中孔溶液、水化产物的数量,通过溶液平衡方法模拟孔溶液中各主要离子浓度的变化规律。模型预测结果与实验结果对比分析表明,该方法可以成功地预测水泥基材料孔溶液组分的变化规律。