流化床中气泡爆破时颗粒运动的理论及试验研究

本文应用微机控制的变色高速闪频摄影系统成功地测量了气固流化床内气泡及粒子的运动速度及轨迹。针对实验中的新发现及实测速度分布,本文建立了一个较有特色的气泡爆破区粒子运动模型(FSRT模型),模型初步计算结果与实测值基本相符。     

基于多门控混合专家网络的燃烧热化学流形表征

为了更好地在小火焰燃烧模型框架内实施燃烧热化学流形表征,采用多任务学习领域中的多门控混合专家网络（MMoE）.通过对三维层流喷雾射流火焰构型进行详细化学（DC）模拟,构建原始数据集.原始数据集经过Box-Cox转换和标准化处理,以应对燃烧数据的多尺度分布问题.对数据集进行Pearson相关系数分析,结果表明部分化学组分之间无明显的相关性.分别构建同等参数量规模的MMoE和前馈神经网络（FNN）模型,对比分析结果表明,2种模型取得的损失值和决定系数相近,但相比FNN模型,MMoE模型在训练过程中更加稳定,且取得的定量预测结果更加准确.     

方截面弯管加导流板时湍流二次流数值模拟

本文采用ｋ—ε双方程湍流模型，在三维贴体坐标下，用ＳＩＭＰＬＥ方法对方截面９０°弯管内加装导流板时的湍流二次流动进行了数值模拟，给出了管内各个不同截面上的二次流特特性，并作了分析和讨论．结果表明，加装导流板后，在弯管中形成了两对二次流，除了内管中心部分在７３．１２５°附近速度略有降低外，总体上来说，二次流随角度的增大而增大，在出口处达到最大值．     

75 t/h电站循环流化床锅炉燃烧和污染物排放的数值模拟

以FLUENT软件为工具，运用数值模拟方法对75t/h电站循环流化床锅炉的炉内过程进行研究。计算和分析了炉内的温度分布，氧气、二氧化碳和一氧化碳的浓度分布，燃料颗粒的轨迹，氮氧化物(NOx)的排放。数值模拟的结果对循环流化床锅炉的设计和实际运行有一定的指导意义和参考价值。     

大型电站锅炉四角切圆炉膛中气体煤粉多相流动特性的数值试验研究

本文运用计算机辅助优化数值试验方法对大型电站锅炉四角切圆炉膛中气体和煤粉颗粒在不同运行工况下的流动特性进行了基础性研究．得到了满负荷运行和变工况缺角运行时炉内空气动力场的变化，并了解了实际切圆直径沿炉膛高度变化及截面上最大切向速度沿炉膛变化的规律．对煤粉颗粒的运动轨迹计算表明，颗粒直径对其运动影响较大．另外，对变工况运行时所引起的煤粉火焰偏转情况进行了分析．部分数值试验的计算结果和实际的现场测试结果吻合较好．     

复杂流道质子交换膜燃料电池的三维数值分析

针对模拟复杂流道设计质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell ，PEMFC）的传热传质过程和电池电化学性能，提出一个稳态的、非等温的三维数学模型.应用模型对一个电极面积为3.12 cm×4 cm，20条通路的“蛇形”流道结构PEMFC进行数值计算，得到电池的流场、局部电流密度和组分浓度等的多维分布.并分析了不同渗透率对电池特性所产生的影响.结果表明,渗透率越高，压力降越小，有利于提高电池的性能.     

耦合风电场参数化模型的天气预报模式对风资源的评估和验证

为了验证耦合风电场参数化模型的天气预报模式（WRF-WFP）对大规模风电场风资源特性评估的准确性,以我国河北省张北县百万千瓦风能基地为研究对象,分别采用耦合与未耦合风电场参数化模型的天气预报模式开展相关的模拟试验,利用在平坦及复杂地形场区的测风塔的观测数据对风速及其概率密度函数分布以及风向进行验证分析. 研究结果表明：耦合与未耦合风电场参数化模型的天气预报数值模式对风资源特性的评估均有较高的可靠性,且对平坦地形区域的模拟精确性优于山地地形区域;由于前者考虑了风电场的尾流效应,对风速预测的精确性比后者高约4.5%. 该数值模式可为风能丰富地区的风电场微观选址、大规模风电场的运行特性及其对大气边界层影响的评估提供可靠的技术支撑.     

住宅室内空气污染物排放的三维大涡数值模拟

为改善自然通风方法驱除室内空气污染物的效果，对开窗换气时室内空气污染物排放规律进行了研究.采用Fluent 6.1计算软件，用大涡模拟方法(LES)对整套住宅在自然通风时室内空气污染物排放过程进行了数值模拟，根据不同的房间类型及通风口布置方式设置两种工况，得到了流场和污染物质量分数场数据.数值模拟结果表明：自然通风时流场中的回流区显著影响换气效果.与单开口房间相比，多开口房间内流速较高，回流区较小，其污染物稀释速度为单开口房间的4~10倍.将单开口房间变为多开口房间、减小和破坏多开口房间回流区可有效提高换气效果.     

可调浓度煤粉浓淡燃烧器的数值模拟

采用包括脉动频谱随机轨道模型等气固多相流模型,对新型撞击可调浓度煤粉浓淡燃烧器内部的气相固多相流动进行了数值模拟。研究来流速度,撞击块高度,隔板位置等因素对气相速度场,隔板两侧配风均匀性、颗粒浓度、浓淡分离比的影响,并和仪器模化实验进行对比,计算结果和实验吻合较好,通过分析浓淡分离过程中若干问题的机理,得到了具有工程应用价值的结论。     

液雾燃烧的全尺度直接数值模拟

针对雾化燃烧的模拟精度受雾化模型影响较大的问题,发展了一种适用于液雾燃烧的全尺度直接数值模拟方法,不需要采用雾化模型,而是直接求解雾化、蒸发和燃烧过程,其模拟的可靠性在Stefan问题和液滴燃烧两个算例中得到了检验验证.结果表明:模拟结果与理论值和实验值吻合.该方法为下一步液雾湍流燃烧的高精度全尺度直接数值模拟研究提供了数值基础.