预测生物质热解动力学参数的随机森林模型

基于大量已发表的生物质热解实验数据,采用数值方法拟合全局反应热解模型的动力学参数,建立生物质热解的训练和验证数据库,并利用随机森林算法研究生物质热解动力学参数与生物质种类和加热条件之间的非线性关系,发展预测生物质热解动力学参数的随机森林模型. 训练和验证的结果显示：随机森林模型能够较好地预测训练数据库中的生物质热解的动力学参数(R²>0.92),并能够准确预测验证数据库中的多种生物质的热解过程(R²>0.93). 此外,变量重要性分析结果显示：纤维素质量分数对于反应级数和活化能影响较大,木质素对于反应级数的影响最大. 加热条件对于活化能的影响可以忽略,但是对指前因子和反应级数的影响显著.     

软球模型在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,耦合方法可用于计算复杂的多颗粒流动体系.     

循环流化床换热管束的防磨措施——加翅防磨法防磨性能的研究

本文对循环流化床换热管束的磨损及防磨措施——加翅防磨法作了实验研究和数值计算。研究结果表明,加翅防磨法是一种简单实用的有效防磨措施。     

W型火焰煤粉锅炉炉内燃烧过程及污染物生成的数值模拟

对Ｗ型火焰锅炉炉内气－固两相三维流动，传热和气－固两相湍燃烧进行了全面的数值模拟，计算了在满负荷及５０％负荷２种情况下，Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气－固两相流动、温度场分布和各气相组份浓度场分布，并进一步分析了污染生物的规律，计算了ＮＯｘ在Ｗ型火焰煤粉锅炉中的分布飞速２。     

U型槽管束惯性分离器内流体动力特性的数值试验研究

U形槽管可错列安放组成迷宫式惯性分离器应用，该文采用双方程κε－湍流模型对其流场的流体动力特性进行了数值试验，获得了流场内速度、压力、湍动能和湍流强度等详细分布，分析了各参数的变化规律，并考察了无量纲化后的各个物理量与来流速度改变时的变化情况，得到了对进一步研究和工业应用有意义的结论。     

基于光学波动法研究气固两相流扩散特性

阐述了利用光学波动法测量颗粒浓度的原理，并在实验条件下，利用此原理，对前置空间组合弯头及内置楔形体的直流燃烧器出口不同截面气固两相流颗粒浓度分布作了测量研究，得出各截面浓度分布规律、扩散和衰减规律，可供分析电站锅炉稳定燃烧、节能及燃烧器改造参考。     

三维混合层的直接数值模拟和实验验证

为了验证直接数值模拟三维中低流动雷诺数湍流的正确性和可靠性,该文采用拟谱方法对三维平面混合层流场进行了直接数值模拟,并将数值模拟得到的结果与Lasheras等的平面混合层经典实验结果进行了对比.定量比较了流场不同断面的流向速度平均值、脉动强度、混合层的动量厚度及涡量厚度等流动量.结果表明,直接数值模拟的结果与实验结果吻合良好,证明了直接数值模拟中低三维混合层的正确性和有效性,为扩大直接数值模拟的应用打下了基础.     

气固两相流动大规模并行直接数值模拟算法研究进展与展望

对欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法的最新研究成果进行了系统的总结。主要涉及到气固两相流大规模并行直接数值模拟空间导数离散格式的选取,流体相和颗粒相并行区域划分的策略,颗粒相并行数据传递的逻辑控制方法,颗粒相碰撞并行的实现方法,三维计算区域二个方向分解并行计算的若干关键问题,以及并行加速比和并行效率的计算结果。指明了解决欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法若干关键问题,以及今后需要解决的若干关键问题。     

自然通风湿式冷却塔配水优化的三维数值研究

基于两相传热传质理论和FLUENT软件特点,采用自定义函数添加源项方法,开发了适用于自然通风湿式冷却塔热力特性计算的三维数值模拟平台。经过实验验证后,将该平台应用于实际工程中常采用的分区配水研究,详细模拟了均匀配水、内外圆区分区配水、内方区配水3种配水方式下某一冷却塔内部流场、温度场的变化,及其对冷却塔出塔水温的影响。结果发现,采用分区配水的方法可以降低出塔水温,提高冷却塔效率。     

基于物理信息神经网络的燃烧化学微分方程求解

为了有效地将湍流燃烧复杂的物理化学信息嵌入到物理信息神经网络（PINNs），选取湍流燃烧模拟中的2个典型场景案例，即刚性常微分方程ROBER问题及稳态射流火焰混合分数方程求解，探索PINNs在燃烧化学微分方程计算中的应用潜力. 结果表明，对于零维刚性反应系统，利用PINNs模型可以较好地捕捉到系统的演化过程；对于稳态射流火焰，PINNs的预测解与传统的数值解有较好的一致性. 残差点的选取对于燃烧化学领域内的复杂微分方程求解尤为重要，应基于具体的构型详细考虑.