稀疏颗粒流体系统的微极流体模型描述:以顶盖驱动方腔流为例

1

作者 王连 张永超 +1 位作者 楚锡华 孙洪广 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2827-2837,共11页

因粒子和流体介质属性不同,稀疏颗粒流体系统常表现出相反的流动增强和减弱行为.为基于一组方程描述稀疏颗粒流体系统相反的流动行为,文章推荐了微极流体模型,并通过对微结构参数(耦合数和无量纲特征长度)的全面分析,尝试给出描述不同... 因粒子和流体介质属性不同,稀疏颗粒流体系统常表现出相反的流动增强和减弱行为.为基于一组方程描述稀疏颗粒流体系统相反的流动行为,文章推荐了微极流体模型,并通过对微结构参数(耦合数和无量纲特征长度)的全面分析,尝试给出描述不同流动行为的参数区间.首先,梳理微极流体模型和微结构参数的物理意义,基于OpenFOAM库建立了微极流体控制方程的有限体积离散求解方案,并在一维微极泊肃叶流动中验证了其准确性.随后,基于顶盖驱动方腔流,开展了大范围微结构参数组合下的流体动力学行为计算,分析各微结构参数及其组合对流体速度、微转动、动能以及总能的影响规律.结果表明微极流体模型能够描述稀疏颗粒流体系统呈现的流动增强和减弱行为,且存在一个微结构参数临界区间,当耦合数和无量纲特征长度的乘积N·L<20.48时,微极流体模型可描述流动减弱现象;当N·L>28.16时,可描述流动增强现象.微极流体模型较完备的物理参数使得其在描述不同颗粒流体系统行为时更具普适性,有望扩展颗粒流体系统研究的理论基础. 展开更多

关键词 稀疏颗粒流体系统 微极流体模型 微结构参数 流动行为

在线阅读 下载PDF 职称材料

稀相气力输送弯管颗粒扩散特性研究

2

作者 郑泽冰 周甲伟 +1 位作者 闫翔宇 王庆辉 《液压与气动》 北大核心 2024年第5期34-40,共7页

针对稀相输送系统中颗粒流出弯管后在竖直管内的部分流动特性展开研究,在自主搭建的实验台上进行多次重复实验,并采集了不同管段的颗粒流动图像,结合数值模拟仿真的方法,开发了一种环切法作为扩散均匀高度的评价指标,认为在h=5D处颗粒... 针对稀相输送系统中颗粒流出弯管后在竖直管内的部分流动特性展开研究,在自主搭建的实验台上进行多次重复实验,并采集了不同管段的颗粒流动图像,结合数值模拟仿真的方法,开发了一种环切法作为扩散均匀高度的评价指标,认为在h=5D处颗粒流已经扩散至均匀,给出了截面压力及粒速变化曲线;讨论了改变气速、弯径比、颗粒直径、颗粒长度对扩散均匀高度产生的影响,结果表明:气速与扩散均匀高度基本呈线性负相关关系,而在弯径比较小、颗粒直径较大、颗粒长度较小的情况下扩散均匀高度较低且基本未受影响,进一步增大弯径比则扩散均匀高度呈线性递增,而进一步降低颗粒直径或增大颗粒长度将使扩散均匀高度呈指数性骤升。 展开更多

关键词 稀相输送 气固两相流 绳束现象 颗粒扩散

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同旋流数下湍流气粒两相流动特性的PDPA实验研究 被引量：4

3

作者 柳朝晖 郑楚光 王汉封 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期490-494,共5页

利用相位多普勒仪 (PDPA)系统研究了不同旋流数下突扩旋风筒内气粒两相湍流特性的变化规律 .在相同的进口形状和总风量的条件下 ,分别测量了旋流数为 0、 0 .5和 1.0时气相和颗粒相的轴向、切向的平均速度和脉动速度 .结果表明 :旋流数... 利用相位多普勒仪 (PDPA)系统研究了不同旋流数下突扩旋风筒内气粒两相湍流特性的变化规律 .在相同的进口形状和总风量的条件下 ,分别测量了旋流数为 0、 0 .5和 1.0时气相和颗粒相的轴向、切向的平均速度和脉动速度 .结果表明 :旋流数的变化对轴向速度的分布和切向速度的似固核 -位涡结构 ,以及两相脉动速度和两相湍流各向异性都有比较明显的规律性影响 ;总体上 ,旋流对两相湍流起抑制作用 ,但随旋流数的增大 ,两相湍流脉动及其各向异性都有先减弱 。 展开更多

关键词 气粒两相流 旋流 PDPA测量 相位多普勒仪 流动特性 湍流

在线阅读 下载PDF 职称材料

金山店铁矿低贫化放矿数值模拟 被引量：11

4

作者 程爱平 许梦国 王平 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第1期31-34,共4页

概述了PFC数值模拟软件的特点、功能及其应用,并针对金山店铁矿现有的高矿石贫化率问题,开展了低贫化放矿数值模拟研究。利用PFC数值模拟软件,分别进行了低贫化放矿和现行截止品位放矿2种不同放矿方法的数值模拟;然后对所得结果进行比较... 概述了PFC数值模拟软件的特点、功能及其应用,并针对金山店铁矿现有的高矿石贫化率问题,开展了低贫化放矿数值模拟研究。利用PFC数值模拟软件,分别进行了低贫化放矿和现行截止品位放矿2种不同放矿方法的数值模拟;然后对所得结果进行比较,发现在金山店推行低贫化放矿方法完全可行,并推荐采用放矿截止品位为30%的低贫化放矿方案。 展开更多

关键词 大间距 PFC 低贫化放矿 现行截止品位放矿

在线阅读 下载PDF 职称材料

稀疏两相射流中颗粒碰撞的数值研究 被引量：4

5

作者 闫洁 罗坤 +1 位作者 樊建人 肖刚 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期866-874,共9页

为了研究稀疏气固两相流动中颗粒间的碰撞行为及其对颗粒扩散的影响,对三维两相湍流射流进行了直接数值模拟。其中对流场控制方程的求解采用有限容积法和分步投影算法,对颗粒的跟踪采用拉格朗日方法,对颗粒间的碰撞采用硬球模型模拟。... 为了研究稀疏气固两相流动中颗粒间的碰撞行为及其对颗粒扩散的影响,对三维两相湍流射流进行了直接数值模拟。其中对流场控制方程的求解采用有限容积法和分步投影算法,对颗粒的跟踪采用拉格朗日方法,对颗粒间的碰撞采用硬球模型模拟。结果发现,在流场中局部浓度较高的区域颗粒碰撞频繁发生;受局部富集效应和湍流输运作用两方面的影响,颗粒的平均碰撞次数并不是随着Stokes数的增加呈现简单的线性增加,而是在Stokes数为0·1附近存在一个极值;考虑颗粒间的碰撞作用以后,颗粒的分布更加均匀,沿横向和展向的扩散也都有所增加。 展开更多

关键词 颗粒碰撞 硬球模型 直接数值模拟 稀疏气固两相流

在线阅读 下载PDF 职称材料

提升管内颗粒的微观运动行为 被引量：3

6

作者 刘会娥 余皓 +1 位作者 魏飞 金涌 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期106-109,共4页

由激光多普勒测速仪获得了提升管中颗粒速度的瞬时信号 ,分析了提升管中颗粒的微观运动特征。研究表明 ,局部位置上颗粒速度概率密度分布为双峰形式 ,两峰分别对应于稀相中的颗粒与密相颗粒团 ,可用正态分布函数描述其双峰 ,并由此获得... 由激光多普勒测速仪获得了提升管中颗粒速度的瞬时信号 ,分析了提升管中颗粒的微观运动特征。研究表明 ,局部位置上颗粒速度概率密度分布为双峰形式 ,两峰分别对应于稀相中的颗粒与密相颗粒团 ,可用正态分布函数描述其双峰 ,并由此获得稀相中的颗粒及密相颗粒团的速度和两相的相含率。稀相中的颗粒及密相颗粒团的速度沿径向的分布为中心高、边壁低 ,且床中心区以稀相为主导 ,边壁区则被颗粒团所控制。提升管两相的微观运动特征及其分布造成了提升管内固含率及颗粒速度径向分布的不均匀宏观现象。 展开更多

关键词 循环流化床 提升管 颗粒 微观运动行为 稀相 密相 颗粒团 径向速度 分布概率

在线阅读 下载PDF 职称材料

稀疏气固两相湍流边界层拟序结构变动特性 被引量：1

7

作者 栗晶 蒋贵丰 +3 位作者 王汉封 易超 柳朝晖 郑楚光 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3407-3417,共11页

应用PIV两相同时测量方法,对壁面Reynolds数为430的水平槽道稀疏气固两相湍流边界层拟序结构变动特性进行了研究。选取质量载荷为10-4～10-3的110μm聚乙烯颗粒作为离散相。结果表明,低载荷颗粒仍能显著改变湍流拟序结构,进而影响宏观... 应用PIV两相同时测量方法,对壁面Reynolds数为430的水平槽道稀疏气固两相湍流边界层拟序结构变动特性进行了研究。选取质量载荷为10-4～10-3的110μm聚乙烯颗粒作为离散相。结果表明,低载荷颗粒仍能显著改变湍流拟序结构,进而影响宏观湍流属性。颗粒重力沉降形成的粗糙壁面增强了壁面附近湍流猝发行为,导致黏性底层中的气相法向脉动速度和雷诺剪切应力显著增大。颗粒与壁面的碰撞加强了低速流体上抛、削弱了高速流体下扫,同时增强了轨道交叉效应,从而抑制了湍流拟序结构发展,显著减小了黏性底层以上区域的法向脉动速度和雷诺剪切应力。此外,颗粒惯性还减小了黏性底层厚度、增大了流向速度梯度,导致气相流向脉动速度峰值增大,且其对应位置也更加靠近壁面。 展开更多

关键词 湍流变动 湍流拟序结构 湍流边界层 稀疏气固两相流 水平槽道

在线阅读 下载PDF 职称材料

稀疏两相湍流的惯性颗粒倾向性弥散 被引量：1

8

作者 王兵 张会强 王希麟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期821-827,共7页

气相采用大涡模拟、颗粒相采用拉格朗日轨道模型的方法对后台阶突扩流、充分发展槽道流和圆湍射流3种典型的稀疏气固两相流动进行了数值模拟,研究了颗粒倾向性弥散的特征和规律。研究表明颗粒的跟随性和倾向性相联系,颗粒惯性和大涡结... 气相采用大涡模拟、颗粒相采用拉格朗日轨道模型的方法对后台阶突扩流、充分发展槽道流和圆湍射流3种典型的稀疏气固两相流动进行了数值模拟,研究了颗粒倾向性弥散的特征和规律。研究表明颗粒的跟随性和倾向性相联系,颗粒惯性和大涡结构同时决定颗粒的倾向性分布特征。Stokes数量级为1(气相时间参考尺度取为宏观特征时间尺度)左右的颗粒,倾向性分布特征最强烈。颗粒倾向分布于低涡量(或是低脉动速度)的湍流区域。 展开更多

关键词 颗粒倾向性分布 颗粒弥散 Stokes数 稀疏两相湍流 大涡模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域冷态两相流场实验研究 被引量：1

9

作者 李志强 李荣先 +1 位作者 虞建 周力行 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2000年第4期304-310,共7页

采用三维相位多普勒颗粒分析仪 (PDPA)对旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域冷态两相流动特性进行了实验研究 ,获得了该燃烧器在不同旋流叶片开度、不同煤粉浓缩构件遮盖度、不同旋流二次风和直流二次风配比下的气固两相流场和浓度场的分布规律 。

关键词 旋流浓淡煤粉燃烧器 气固两相流 冷态 实验 锅炉

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴对称突扩稀疏气固流动的双流体大涡模拟 被引量：1

10

作者 刘阳 李国辉 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第17期2112-2115,共4页

采用基于气体Smagorinsky亚网格应力模型和颗粒动力论模型的双流体大涡模拟(twofluid-large eddy simulation,TWF-LES)对轴对称突扩稀疏气固流动进行了数值模拟。瞬态模拟结果给出了各向异性两相湍流结构和颗粒弥散的发展过程。TWF-LES... 采用基于气体Smagorinsky亚网格应力模型和颗粒动力论模型的双流体大涡模拟(twofluid-large eddy simulation,TWF-LES)对轴对称突扩稀疏气固流动进行了数值模拟。瞬态模拟结果给出了各向异性两相湍流结构和颗粒弥散的发展过程。TWF-LES得到的统计平均的颗粒体积分数和颗粒相的轴向平均速度,以及脉动速度与实验结果相当接近,但在剪切流区域中,TWF-LES得到的颗粒相轴向脉动速度及颗粒-气体轴向脉动速度关联量与实验结果略有出入,表明模型还需要进一步验证和改进。 展开更多

关键词 突扩 稀疏气固流动 大涡模拟 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

高分子在受限稀溶液中的结构和动力学性质 被引量：3

11

作者 何彦东 尤莉艳 +2 位作者 王晓琳 吕中元 李泽生 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期191-195,共5页

利用平衡态及非平衡态耗散粒子动力学模拟方法,分别研究了平衡态和流场作用下受限高分子在稀溶液中的链结构和动力学.采用没有滑移和密度涨落的边界条件模拟纳米管道环境,进而研究了高分子回转半径和扩散系数对受限强度及高分子与溶剂... 利用平衡态及非平衡态耗散粒子动力学模拟方法,分别研究了平衡态和流场作用下受限高分子在稀溶液中的链结构和动力学.采用没有滑移和密度涨落的边界条件模拟纳米管道环境,进而研究了高分子回转半径和扩散系数对受限强度及高分子与溶剂间相互作用的依赖关系.在非平衡态模拟中,分别考虑了Poi-seuille和Couette两种流场.研究发现,在这两种流场作用下,高分子都随着溶剂与高分子排斥作用的降低而向管道中心迁移.在强流场下,在Poiseuille流场中高分子密度呈现出双峰分布,而在Couette流场中则呈现为单峰分布. 展开更多

关键词 耗散粒子动力学 受限高分子 稀溶液 Poiseuille流场 Couette流场

在线阅读 下载PDF 职称材料

低温液体传输中夹带固态颗粒的流动特性研究 被引量：3

12

作者 陈虹 邱小林 +1 位作者 高旭 李永存 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1-4,共4页

针对低温液体传输中夹带固态颗粒的流动属于低浓度固液两相流,且存在流道和部件动静干涉的特点,建立了低温流体传输管路中的固液两相流模型,并模拟研究了低温液体传输中夹带固态颗粒时不同传输压力、传输速度以及固体颗粒浓度下,传输管... 针对低温液体传输中夹带固态颗粒的流动属于低浓度固液两相流,且存在流道和部件动静干涉的特点,建立了低温流体传输管路中的固液两相流模型,并模拟研究了低温液体传输中夹带固态颗粒时不同传输压力、传输速度以及固体颗粒浓度下,传输管路的压力场、速度场以及固体颗粒的分布。 展开更多

关键词 低温液体 低浓度 固态颗粒 流动特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

含稀相粒子的纳米燃油喷雾特性模拟研究

13

作者 蔡维一 梅德清 +2 位作者 刘正 赵晓东 袁银男 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期816-823,共8页

为了探究稀相纳米异质粒子对燃油射流喷雾特性的影响,基于纳米燃油喷雾可视化试验结果,应用计算流体力学软件建立含稀相纳米粒子的燃油喷雾模型,依据试验结果验证模型的准确性,并通过该模型研究喷油压力、环境温度和粒子质量浓度对CeO2... 为了探究稀相纳米异质粒子对燃油射流喷雾特性的影响,基于纳米燃油喷雾可视化试验结果,应用计算流体力学软件建立含稀相纳米粒子的燃油喷雾模型,依据试验结果验证模型的准确性,并通过该模型研究喷油压力、环境温度和粒子质量浓度对CeO2纳米燃油的喷雾特性的影响。研究结果表明:在相同喷射压力下,不同喷雾发展时刻,纳米燃油的油束贯穿距和索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)比柴油的大,喷雾锥角比柴油的略小。随着喷射压力提高,纳米燃油与柴油在喷雾贯穿距、喷雾锥角和SMD上的差异增大,且差异与纳米粒子质量浓度呈正相关。当射流环境温度上升时,纳米燃油与柴油在喷雾贯穿距和SMD上的差异均有所增加,且在高温环境下,纳米燃油的贯穿距和SMD会逐渐比柴油的小,纳米粒子质量浓度越高,该现象越明显,而喷雾锥角的差距有所减小。 展开更多

关键词 纳米粒子 纳米燃油 喷雾特性 稀相流 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料