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.     

动态入流条件下风力机运行控制的数值模拟

在动态入流条件下,采用基于致动线模型的大涡模拟方法对一台1.5 MW的商用风力发电机组的转速、转矩以及输出功率的响应特性进行数值模拟.在对数风廓线模型的基础上,通过引入正弦波动获得动态入流边界条件.对风力机引入比例积分变桨距控制和转矩控制,实现对动态入流的追踪.研究结果表明,在当前的变桨距控制和转矩控制条件下,风力机的转速、转矩、输出功率能够很好地响应入流风速的变化.在风加速阶段,三者都在额定风速时达到额定值;当入流风速减到额定风速后,变桨距控制以及转速、转矩、功率的下降都存在10 s的延迟;模拟得到的功率曲线与风力机实际功率曲线整体上吻合良好,不过在风速小于9 m/s的区间段还存在着一定的偏差,有待于进一步优化.