Numerical Investigation of a New Method for Reducing Bends Erosion from Particles Impacts

The present paper intends to introduce a new method for reducing bends erosion from particles impacts: the ribbed bend erosion protection method. Ribs are evenly fixed in the range of 20°-80° on the inner-wall of inside 90?bend and the bend (including ribs) is made of medium carbon steel. Three-dimensional numerical work is performed and the result shows satisfactory agreement with the experimental measurement. Numerical simulation studies the characteristics of axial gas flow along the bend and secondary flow at cross section. Detailed analyses involving the impact velocity and incidence angle of particle-metal (either particle-rib or particle-duct) impact unveil the mechanism of the anti-erosion effect. As a result, predications achieve that the average erosion rate of the ribbed bends is only a third of the bare bend under test conditions and rectangle ribs possess higher anti-erosion effect than square ribs, while the wear distribution pattern remains unchanged after adding ribs onto the bend. All     

室内悬浮颗粒物分布及输运特性的实验研究

采用大型有限元分析软件ANSYS,对深圳福田大型地下车站主体结构标准段的钢管混凝土柱顶 横纵梁、柱脚 底纵梁以及柱 地下1层梁等节点在梁端及柱端的弯矩、剪力和轴力等荷载作用下的力学性能进行模拟和分析.从钢管混凝土梁柱节点的受力状态出发,分析在梁端及柱端的弯矩、轴力和剪力等荷载作用下节点模型各组成构件（包括柱钢管、梁、加强环梁、承台、抗拔桩等部位）的主应力及切应力分布情况、变形情况和各个截面的内力分布情况等,与各个构件所对应的设计强度值进行对比分析,根据分析结果提出更合理的节点结构设计与加固方案.     

湍流非预混射流火焰倾斜冲击壁面的直接数值模拟研究

采用直接数值模拟方法,选取17组分、73步简化的甲烷化学反应机理,对三维湍流平面甲烷射流火焰倾斜冲击壁面进行了研究.分析了相同湍流强度、不同Damk?hler数的两个算例.两个算例出现了不同程度的熄火,算例B的熄火现象比算例A更明显.同时,观察到当量混合分数等值面的凸起结构与火焰熄火现象存在一定关联.定量分析了火焰面平均曲率与熄火的相关性,发现在剪切流动中熄火区域的平均曲率大于燃烧区域的平均曲率;在壁面附近的熄火区域曲率的大小与壁面熄火模式相关．     

一种基于神经网络的燃烧模型及其先验性检验

本研究采用神经网络方法,对准确的化学反应速率与反应标量之间的非线性关系进行建模,发展了一种基于人工神经网络(ANN)的燃烧模型．借鉴动态二阶矩模型建模思想,将标量分布的梯度纳入神经网络模型的输入集中,进一步发展出梯度输入人工神经网络(ANN-G)模型．基于一个预混火焰直接数值模拟数据库,对人工神经网络模型进行先验性研究,发现对于反应区域较薄的反应步,ANN模型与ANN-G模型都能准确计算化学反应速率．在泛化验证中,ANN-G模型比ANN模型表现更好．     

软球模型在颗粒流全尺度模拟中的验证和分析

针对颗粒流全尺度模拟时的干碰撞问题,在内嵌边界多重直接力全尺度算法中加入软球碰撞模型.通过空气中小球碰撞壁面和小球在粗糙表面上滚动2个典型算例,验证了软球模型在全尺度模拟中对干碰撞作用求解的适用性和准确性.对软球模型各主要参数的敏感度分析表明:时间步长越小,碰撞计算越精确;弹簧刚度系数越小,软球模型的接触特征时间越长,全尺度计算受到的资源限制越小;网格尺度、速度恢复系数对软球模型在全尺度模拟中的求解精度影响不大.实验室尺度气固鼓泡床的全尺度模拟结果表明,该方法可用于计算复杂的稠密流动体系.     

分离涡方法模拟浓淡气固射流两相非稳态流动特性研究

利用分离涡模拟(Detached eddy simulation，DES)这一新型湍流模拟技术对撞击式浓淡燃烧器内部和出口射流的气固两相流动结构进行了模拟，获得了浓淡燃烧器出口射流的旋涡拟序结构，模拟了射流出口旋涡生成、发展和脱落的规律。对于颗粒场，应用了Lagrangian方法跟踪颗粒运动，获得了浓淡燃烧器出口射流中不同Stokes数颗粒在射流流场旋涡拟序结构作用下的运动扩散规律。结果表明，射流外边界处的大涡是引起浓淡侧小颗粒相互混合的主要因素，而煤粉气流中Stokes数大于1的颗粒在射流中基本不会发生浓淡混合现象，燃烧器下游的浓淡分离效果可以在较长的距离内得到保持。     

余热锅炉中分层燃烧和NO_x排放特性的数值模拟

针对余热锅炉入口烟气中有机物浓度变化的情况,采用数值方法模拟了不同分层燃烧条件下余热锅炉内的燃烧特性和NOx排放规律,对锅炉喷口分层布置进行优化设计。分析了有机物质量分数分别为2.655%、5%和10%时,不同喷口层数(2层、3层和4层)和不同喷口分布位置对余热锅炉内有机物燃烧以及NOx生成的影响。根据NOx排放和余热锅炉热利用的情况,得到不同有机物浓度下各自的最优喷口布置方案。     

气固两相圆柱绕流转捩两种模式的三维直接数值模拟

该文对随空间发展模式的三维气固两相圆柱绕流中颗粒与流体的单相耦合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用高精度紧致差分方法的数值方法对N-S方程组进行直接求解,计算颗粒场时,选取Stokes数等于0．01、1、10的颗粒,采用Lagarangian方法跟踪其运动。颗粒与壁面采用了弹性碰撞的方法来模拟。重点考察了颗粒相受两种模式下拟序结构的作用,分析了不同Stokes数的颗粒扩散受其相应流场特性的影响。数值结果表明,颗粒扩散受两种模式的影响很大。在相同的Stokes数下,B模式下的颗粒场纵向和横向扩散要高于受A模式影响的颗粒场；而在相同雷诺数下,Stokes数越大,横向扩散越小,纵向扩散越大。     

准三维矩形交叉射流的数值试验研究

交叉射流是一种较复杂的湍流组合直流射流。本文运用作者所提出的计算机辅助数值试验(CAT)方法,对冷态炉内一次风、二次风两股射流以一定的角度喷射而形成三维交叉射流流场进行了研究。通过对不同高宽比的矩形喷嘴、喷射角、一二次风速度比工况下的数值试验,得到描述交叉射流空气动力特性的两个经验公式。计算结果与现有的实验数据吻合较好。     

采用欧拉和拉格朗日混合模型对浓相颗粒流的研究

论述了一种组合了欧拉／欧拉和欧拉／拉格朗日方法的研究浓相气固流的新数值模拟。模型用基于Chapman-Enskog浓相气体理论的微元流体动理学方法计及了欧拉坐标系中的颗粒间相互作用。该模型在计算拉格朗日坐标系中颗粒湍流扩散时采取颗粒随机分布模型。用该模型得出的计算结果与已发表的实验结果进行了比较,能较好地吻合。图7参12