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。     

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.     

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     

三维混合层中大涡结构与扩散颗粒的相互作用

In order to understand the interaction between large-scale vortex structure and particles, a two-way coupling temporal mixing layer laden with particles at a Stokes number of 5 with different mass loading planted initially in the upper half region is numerically studied. The pseudospectral method is used for the flow fluid and the Lagrangian approach is employed to trace particles. The momentum coupling effect introduced by a particle is approximated to a point force. The simulation results show that the coherent structures are still dominant in the mixing layer, but the large-scale vortex structure and particle dispersion are modulated. The length of large-scale vortex structure is shortened and the pairing is delayed. At the same time, the particles are distributed more evenly in the whole flow field as the mass loading is increased, but the particle dispersion along the transverse direction differs from that along the spanwise direction, which indicates that the effect by the addition of particle on the suanwise large-scale vortex structure is different from the streamwise counterpart.     

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.     

W型火焰煤粉锅炉炉内三维流动和燃烧过程的数值模拟

本文对Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气－固两相三维流动，换热和气－固两相湍流燃烧进行了全面的数值模拟，对三种不同炉型的流场作了计算比较，文中详细全面地预报Ｗ型火焰煤粉锅炉内气－固两相流动，温度场分布，各气相组份浓度场分布，发热率分布，煤粉颗粒及挥发份和一氧化碳的燃烬情况等。     

微颗粒在人体上呼吸道中运动沉积的数值模拟

为了揭示在人体上呼吸道中气流和微细颗粒的运动沉积规律,采用数值分析方法进行了研究.在广泛参考各种上呼吸道模型的基础上,建立了一个新的完整的从口腔-咽-喉-气管-支气管的三维几何模型.采用RNG k-ε模型描述气体的流动,并在拉格朗日框架下追踪颗粒运动.计算得到了模型内详细的流场和颗粒在不同部位的沉积情况,结果表明,颗粒沉积率主要取决于气流流速与颗粒惯性大小.为了验证模型的合理性与结果的正确性,将不同工况下颗粒沉积率的数值计算值与实验数据进行了比较,结果发现两者较吻合.     

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。     

钝体煤粉浓淡燃烧器内空气动力场的数值试验研究

对钝体喷口的煤粉浓淡分离复合型燃烧器内的空气动力场进行了数值试验研究。气相场计算采用标准双方程湍流模型，网格系统采用三角形网格。通过将燃烧器内部和喷口射流炉内区域有机结合起来进行一体化计算，分别得到了内置钝体和外置钝体2种喷口的整个气流场的空气动力特性。经分析对照，发现内置钝体的煤粉浓淡燃烧器有着更好的使用效果。     

电厂排放烟气中的小颗粒在呼吸道内运动沉积的数值模拟

为了更全面地掌握电厂排放烟气中小颗粒物对人体健康的影响,在广泛参考各种呼吸道物理模型的基础上,建立了一个完整的从口腔到前三级支气管的三维几何模型。采用大涡模拟(LES)的方法计算流场,并在拉格朗日框架下追踪颗粒的运动轨迹,统计了小颗粒在人体呼吸道内的沉积率。结果表明,颗粒的沉积率主要取决于呼吸强度与颗粒惯性的大小。