循环流化床提升管内稠密固液湍流的流体动力学模拟

为揭示循环流化床内稠密固液两相流动特性,对反应器内稠密固液湍流进行了流体动力学模拟.在考虑颗粒碰撞的欧拉-欧拉双流体模型的基础上,通过研究相间拖拽力模型和颗粒碰撞恢复系数的影响,建立了描述循环流化床内稠密固液湍流的流体动力学模型,并利用模型预测了反应器提升管中高浓度颗粒速度、体积分数分布和湍流特性.预测结果与实验结果符合很好,表明理论模型和求解方法有效.     

液固流化床中颗粒流动特性的数值模拟

应用欧拉-欧拉双流体模型,液相采用k-ε湍流模型,同时考虑液固两相间耦合作用,数值模拟液固流化床内液固两相流动,研究了液体密度和粘度对液固流化床内流动特性的影响.研究结果表明,液固流化床内液体、颗粒混合比较均匀,呈现散式流态化特性.颗粒轴向速度随着液体密度和粘度的增大而增大,并且在床内分布趋势相同.数值模拟得到床层膨胀高度的结果与Babu等人公式计算值相吻合.     

粘附性颗粒流化特性研究及信息熵分析

建立粘附性颗粒气固两相双流体模型,依据粘附性颗粒碰撞动力学,推导固相粘度系数和聚团压力等物性参数,并采用力平衡模型估算聚团当量直径。模拟流化床内粘附性颗粒聚团流动特性,结果表明,床内流动为S型环核流动结构,大聚团主要聚集在床层底部高浓度区,上部稀相区,聚团直径较小。应用shnnon信息熵分析粘附性颗粒流动的混沌特性,得出在床层上部,聚团碰撞较剧烈。     

循环床炉内气固两相流动特性的数值模拟探讨

基于循环流化床锅炉炉内流动特性,结合颗粒动力学理论和气体分子运动理论,给出了适用于模拟循环流化床炉内气固两相流动的k-∈-θ-kp湍流模型,即气相湍流流动采用标准的k-∈模型,固相湍流采用kp模型。该模型的优点是引用了颗粒平均温度的同时不仅考虑了颗粒湍动能自身的对流、扩散、产生和因流体作用而产生的耗散,而且考虑了颗粒相自身相互碰撞对流动脉动特性的影响。在此基础上,用Fortran语言编写了循环流化床内二维湍流气固两相流动的计算程序,并针对一台循环流化床装置进行了数值模拟和实验数据的对比,得到了较为满意的结果。     

管式布风流化床密相区气固流动特性数值模拟

为了研究新型管式布风流化床密相区气固流动特性，对流化床内流动特性进行了数值模拟.运用基于颗粒动力学理论的欧拉－欧拉气固多相流模型和PC-SIMPLE算法，模拟得到了床内密相区不同工况条件下的气固流动特性，分析了气泡生成、长大和破灭过程，同时讨论了布风管小孔风速和管节距对流化质量的影响.计算结果表明：管式布风流化床具有内循环流化床的气固流动特性，气泡的生成初期具有一定的对称性质，在气泡长大到一定大小的时候，相邻的气泡会发生融合现象，减小布风管小孔风速或增加布风管的横向间距可能造成床层中间部分床料流化质量不高.     

流化床中液固物性参数对流场影响的数值模拟

考虑液固两相间耦合作用,采用欧拉-欧拉双流体模型,运用RNGk-ε模型和速度-压力耦合的SIMPLE算法求解粘性项的方法来模拟流化床中液固两相流动的特性,评估了曳力模型的适用性,研究了流化床的床层流动特性、液体不同物性和操作条件下对两相流动的影响.模拟仿真中发现:RNGk-ε模型比标准k-ε模型计算更为精确,运用不同的曳力系数模型会对计算结果造成重要影响,其中曳力模型Syamlal-O’Brien比Gidaspow更适用流化床中液固耦合特性的研究;惰性颗粒的速度会随着液体粘度参数的增大而增大,而且惰性粒子在流化床中心处速度最大即惰性粒子在流化床中心的沉降速度最慢;液体密度参数的增大会导致惰性粒子速度增大;惰性粒子的体积分数的改变也会影响颗粒的速度分布,且不成线性关系.     

双腔式流化床接收器内稠密颗粒的流动和传热特性模拟研究

聚光太阳能发电技术提供了一种可再生能源转换系统,其中接收器是聚光太阳能发电系统的关键部分.文中利用DDPM-DEM模型对双腔式流化床接收器内的稠密颗粒流动和传热过程进行数值模拟,模型中考虑了颗粒的流动、碰撞和传热作用.基于欧拉-拉格朗日方法对太阳能流化床颗粒接收器中的气固两相流动进行建模,辐射源相和接收器内辐射场的相互作用通过DO模型描述.得出稠密颗粒内循环流动可以增强接收器内颗粒与气体之间的热传递效果,同时接收器内的温度分布也更加的均匀,颗粒温度和气体温度都得到很大提高,分别达到1 400 K和1 200 K.     

鼓泡流化床气固两相流动特性数值模拟

为了研究鼓泡流化床内气固两相流动特性,采用数值模拟的方法,对Fushimi等人的冷态实验过程进行模拟,建立了合理的TBCFB气化炉气固两相流动系统模型,基于欧拉双流体模型,以ANSYS嵌套的FLUENT17. 0,作为数值模拟计算的基础平台,模拟TBCFB(三级流化床)气化炉系统中鼓泡流化床气固两相流动过程及分析其流动特性。结果主要分为3部分:鼓泡床表观速度对流动质量有重要影响,速度越低,越有利于床内气泡与床料充分接触;比较不同高度,不同配比两种颗粒温度变化特点,发现床层高度越高,颗粒温度越大;颗粒浓度增加,其颗粒温度降低,反之增加。     

聚并器内颗粒聚团数值模拟

湍流聚并技术能使小颗粒长大成大颗粒从而提高传统除尘器对超细颗粒的捕捉效率来减少超细颗粒的排放量。用欧拉双流体模型耦合力平衡模型(通过用户自定义函数(UDF)引入)对聚并器进行数值模拟。模拟了聚并器内聚团的长大;计算了聚并器出口不同位置处的固相体积分数、聚团尺寸以及聚团尺寸与速度之间的关系。模拟结果显示:涡片有助于聚团的形成;形成聚团后固相总的体积分数减小,尺寸较大的聚团对应的速度较小。     

小型流化床干燥器气固流动和干燥的CPFD数值模拟

为掌握炼焦煤工业流化床的颗粒干燥和分级过程,基于计算颗粒流体力学(CPFD)理论方法,以0.3mm为分级粒径对实验室规模的炼焦煤流化床干燥分级过程进行模拟研究.颗粒干燥模型由颗粒汽液平衡推导得出.曳力模型采用不考虑颗粒球形度的Wen-Yu/Ergun模型和考虑颗粒球形度的Ganser模型结合.研究结果发现:两种曳力模型结合得到的模型可更准确地预判流化床中不同粒径段颗粒的分布位置;此外,颗粒干燥模型结果与实验结果吻合,流化风风速越大或风温越高,颗粒干燥时间越短.同时在气固流动方面揭示了流化床干燥器中颗粒的流动特性:粗颗粒集中在流化床底部,而细颗粒分布在流化床上部;颗粒直径越大,颗粒速度越小.研究验证了CPFD手段预测流化床干燥器中气固流动和干燥过程的潜力和可行性,为后续的工业化放大和结构优化打下了基础.     

改进的粒子群优化粒子滤波的人脸跟踪

针对粒子群优化粒子滤波的人脸跟踪方法出现的"粒子退化"、"粒子贫乏"、"局部最优"、"粒子早熟"等问题,提出改进的粒子群优化粒子滤波(IMPSO-PF)的人脸跟踪方法。该方法首先提出了非均匀的空间直方图的颜色跟踪线索,提高了跟踪的鲁棒性,其次提出了多样性函数diversity以及粒子集中度函数difference,并根据diversity与difference的关系更新速度与位置,使粒子不断向高似然区域运动。实验结果表明,该方法既保证了粒子多样性,同时也防止了粒子较早的成熟。     

变孔径颗粒分布板的颗粒分布性能实验研究

设计了一种用于液固循环流化床换热装置的变孔径颗粒分布板,在具有18根换热管的实验装置上,利用自行研制的CCD图像采集系统对安装该分布板的颗粒分布性能进行了测试,考察了颗粒体积分率、循环流量等对颗粒分布性能的影响.实验结果表明:在流化床的进口段管箱内安装变孔径分布板时,随着固体颗粒体积分率的增加,颗粒浓度径向分布明显趋于均匀;在同一分布板安装高度下,大流量更易于实现颗粒的均匀分布,并且使得颗粒流速在床层截面的径向分布较为均匀.结果证明变孔径颗粒分布板的颗粒分布性能优良,为液固循环流化床换热装置的工程设计提供了参考.     

基于颗粒流程序的沥青混合料颗粒接触模拟

沥青混合料级配设计时,通常先初拟级配再进行性能试验确定最优级配的做法,缺乏科学理论依据.因此,采用颗粒流的基本理论模拟混合料颗粒的运动规律,应用颗粒流程序的线性接触模型,赋予颗粒微观特性参数及模型尺寸,对CA0.2、CA0.4、CA0.6和CA0.8级配进行接触模拟,绘制颗粒接触力网络图,模拟结果表明,CA0.4与CA0.6的颗粒接触力比较均匀,该混合料有良好的接触力,在施工过程中具有良好的稳定性,不易发生滚动,而级配CA0.2与CA0.8的情况则相反.为沥青混合料级配设计提供一定的室内模拟依据.     

用颗粒计数和浊度联合评价颗粒物去除作用

采用浊度检测和颗粒计数技术评价了高锰酸盐复合剂预氧化工艺对滤后水中颗粒物的去除效果。结果表明,PPC预氧化能有效地强化滤后水中颗粒物去除效果,使颗粒总数降低幅度达65.0%,采用浊度指标不能有效地反映滤后水质的变化,将浊度检测与颗粒计数技术相结合,能更有效地反映滤池对颗粒物质的去除效果。     

粒子群优化人工免疫粒子滤波器

为解决粒子滤波算法中存在的粒子退化和样本枯竭问题,提出一种新的粒子滤波算法.利用粒子群优化思想促使采样粒子向高似然区域移动,减缓粒子权值的退化;再通过人工免疫算法中的变异操作扩大算法寻找最优值的范围并增加粒子的多样性,避免算法陷入局部最优,增强算法的全局搜索能力,进而缓解样本枯竭.实验表明,该算法比标准粒子滤波的状态估计精度提高近40倍,比扩展卡尔曼粒子滤波提高近28倍,比无迹卡尔曼粒子滤波提高近6倍,滤波效率为37.523％,是标准粒子滤波的37倍,该算法具有更好的实时性和更高的状态估计精度,能有效缓解粒子的退化和样本的枯竭.     

粒子滤波算法仿真分析

针对广泛应用于定位与导航、目标跟踪和模式识别的粒子滤波算法,通过仿真实验研究了不同的估计输出、采样阈值、重采样算法以及运动模型和观测模型不准确对粒子滤波效果的影响,仿真实验结果表明,粒子滤波器鲁棒性较好。     

用激光粒度仪进行粘土的颗粒分析

为获得细粒土的粒度分布,分别采用Mastersizer 2000激光衍射粒度仪和传统的密度计法测量合肥地区的粘土。根据激光法的测量原理和影响因素,用单因素试验法依次改变仪器的折射率、质量浓度、超声波端位移和时间、泵速,研究这些控制参数对颗粒粒径的影响,并确定了该仪器测量合肥地区粘土的最佳参数。通过比较最佳参数条件下的激光法和传统密度计法的测量结果,发现激光法在粘土颗粒分析中具有测量范围更广、准确度更高、重复性更好等特点。     

基于粒子系统的降雪过程模拟

对降雪现象的模拟,可以大大提高三维场景的真实感.粒子系统是实时模拟降雪效果的一种有效方法.本文基于粒子系统的基本原理建立了雪粒子系统模型,模型分析了雪粒子的属性、雪粒子的运动及雪粒子的绘制等,并提出了基于粒子系统和OpenGL的降雪实时模拟生成算法.实现结果表明,该方法可以实时绘制出比较真实的降雪现象.     

RDX的粒度对临界截面积的影响

为了衡量RDX的传爆性能,实验在装药条件一定的情况下,测试了不同粒度的临界截面积,并对结果进行了理论分析.结果表明:RDX的粒度对临界截面积有着明显的影响,随着炸药颗粒的减小,炸药临界截面积逐渐减小.     

SnO_2薄膜超微粒子平均大小的测定

近年来,SnO_2超微粒子薄膜在气敏材料上的应用引起了人们极大的兴趣。薄膜的粒子大小和形状直接影响到它的性能。作者利用X射线宽化法测定了粒子的平均大小。自编程序可对衍射峰的K_α双线进行分离。又以碳化钨粉为标样制定了通用仪器宽度曲线,使测定比较迅速准确。从数据采集到分析计算可实现自动化。测定结果表明:在几个晶体学方向上,薄膜中的粒子平均大小均在百埃(10纳米)以内,符合超微粒子的要求。文章尚对晶格畸变的影响进行了探讨。