气粒两相平面湍射流拟序结构的大涡模拟

采用Eulerian/Lagrangian方法,对空间发展的气粒两相平面湍射流的非定常流动过程进行了数值模拟。以Re数为13000的平面不可压缩湍射流流动为例,气相场采用大涡模拟（large-eddy simulaiton,LES）技术,直接求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程,小尺度涡采用标准Smagorinsky亚格子模式模拟。为了示踪两相射流中气相的运动,同时球 解了标志物的浓度输运方程。颗粒相的运动用Lagrangian方法直接求解。大涡模拟结果表明,在平面射流的过渡区及充分发展区存在丰富的拟序结构及其相互作用。对于稀疏两相射流,不同Stokes数的颗粒运动规律和浓度分布取决于颗粒惯性和气相拟序结构的共同作用。对于Stokes数小于10的两相射流,颗粒相的瞬时浓度场分布与拟序结构密切相关,研究颗粒相的扩散应当考虑拟序结构的影响。     

入流滑移条件对两相射流特性影响的大涡模拟研究

研究了入流滑移条件对空间发展的气粒两相平面湍射流的非定常流动特性的影响。以Re数13000的平面不可压缩湍射流流动为例,气相场用Euler方法求解,通过大涡模拟(large-eddy　simulation,LES),直接求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程,小尺度涡用标准Smagorinsky亚格子模式模拟。颗粒相的运动用Lagrangian方法直接求解。在不同入流滑移条件下(U     

平面自由射流中燃料扩散的大涡模拟

对甲烷－空气预混气体的平面自由射流进行了大涡模拟,采用分步投影法求解动量方程,亚格子项采用标准Smagorinsky亚格子模式模拟,压力泊松方程采用修正的循环消去法快速求解,空间方向采用二阶精度的差分格式,在时间方向上采用二阶精度的显式差分格式。模拟结果给出了预混气体射流中拟序结构对燃料扩散的影响,表明促使燃料扩散的主要因素是射流中的拟序结构,由浓度梯度导致的组分扩散较弱。     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟 Ⅲ.注终止剂技术的数值模拟

应用已经建立的催化裂化提升管反应器流动反应模型和对工业提升管反应器流动反应数值模拟的结果，对采用反应终止剂技术的提升管反应器进行了数值模拟研究。结果表明，催化裂化提升管反应器数值模拟可为反应终止剂技术的实施解决确定注入位置和选择终止剂两个问题；另外还能优化方案，提供指导性的先期理论分析数据。结果还表明，以水为终止剂优于汽油；设计的方案Ⅰ是最好的，即对馏分油催化裂化过程只是较大程度地降低提升管反应器上部的温度就会达到更理想的产品分布。     

提升管反应器气固两相流动反应模型与数值模拟 Ⅱ.工业提升管反应器气固两相流动反应的数值模拟

应用本文（Ⅰ）建立的提升管反应器气固两相流动反应模型，对工业催化裂化提升管反应器中流动、传热、裂化反应进行了系统的数值模拟，得到了提升管内部气固两相的流场、温度场、浓度场等详细的信息；揭示了提升管内部流动、传热与反应的基本性质与特点。模拟结果表明，在轴向、径向和圆周切线方向都存在着流动、传热与反应的不均匀分布；进料段是整个提升管反应器最复杂的部分，提升管出口处反应温度和气相组分浓度的模拟计算值和工业装置数据基本吻合。说明模型对工业提升管反应器内的流动、传热和反应都具有较好的预测性，这在一定程度上也验证了它的合理性和可靠性。     

气固并流向上流动中颗粒聚集的机理

1 INTRODUCTION Cocurrent upward gas-solid flows are widely used in industrial situations such as circulating fluid- ized bed, fluid catalytic cracking and pneumatic transport. Due to its industrial relevance, many quan- titative experimental and numerical investigations have been carried out[1―4]. Investigations show that upward gas-solid flow always appears heterogenously structured and the distribution of particles is always non-uniform unless the solid phase is very dense or very dilut…     

下行床气固两相流动计算流体力学模拟

基于颗粒相动力学理论 ,对层流机制表达的气固两相流体力学模型采用Reynolds平均的方法获得气固两相流的湍流模型描述 .其中 ,气相湍流行为以k -ε模型描述 ;颗粒相的碰撞行为以颗粒流的动力学模型表达 ;而湍流行为以kp 模型描述 .因此建立的k -ε -Θ -kp 模型综合考虑了气相和颗粒相的湍流运动以及颗粒的碰撞行为 .依据此模型建立了三维流体力学求解程序并对下行床气固两相流动行为进行了模型预测 .讨论了恢复系数的选取及壁效应假设 ,从机理上分析并考察了 3种模型的预测能力 .针对内径 1 40mm、高 7m的下行床冷态设备 ,在较宽的操作范围内 ,对比了详细的颗粒浓度和速度径向分布以及轴向参数分布 ,并对下行床的放大行为进行了预测 .     

直方槽道中重力对颗粒相二次流的影响

采用Eulerian／Lagrangian方法模拟直方槽道中气粒两相流动过程。气相采用大涡模拟方法,直接求解大尺度涡运动,小尺度涡采用标准的Smagorinsky亚格子模式模拟,壁面采用幂次率应力模型代替无滑移边界条件。颗粒相采用轨道模型求解。大涡模拟预报的气相平均速度与DNS结果相吻合。结果表明,在直方槽道流向截面,气相存在二次流现象。受气相二次流的作用,颗粒相也存在类似于气相的二次流现象,并考察了重力对颗粒相二次流的影响。     

气粒两相二维后台阶突扩流动的大涡模拟

对气粒两相后台阶流动，利用大涡模拟方法模拟气相场，用轨道法模拟颗粒相运动．计算中气相亚格子模式(SGS)采用了标准的Smagorinsky模式，研究了气相场大涡演变规律，并给出了速度时均统计值与实验结果的比较，吻合很好。在此基础上深入研究了不同Stokes数下颗粒的运动规律以及不同入口滑移条件下的颗粒运动规律，进一步对直径为150μm的玻璃微珠进行了模拟，得到了颗粒相速度时均统计结果，并与实验结果进行比较，吻合良好。这为细观框架下研究气粒两相相互作用规律提供了依据。     

煤粉燃烧过程中NOx生成的数值模拟

本文提出用有限反应速率２阶矩封闭模型来模拟湍流对煤燃烧过程中ＮＯｘ生成的影响。