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欧拉-欧拉双流体模型中颗粒黏性对液固散式流态化的影响 被引量:1
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作者 祝赫 张仪 +1 位作者 齐娜娜 张锴 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3103-3112,共10页
采用无黏性双流体模型、基于颗粒动理学的双流体模型以及Brandani和Zhang简化双流体模型探究了颗粒黏性对液固散式流化特性的影响规律。经与文献中实验数据和Gibilaro公式计算值对比后发现:3种双流体模型均能较好地预测整体固含率,与实... 采用无黏性双流体模型、基于颗粒动理学的双流体模型以及Brandani和Zhang简化双流体模型探究了颗粒黏性对液固散式流化特性的影响规律。经与文献中实验数据和Gibilaro公式计算值对比后发现:3种双流体模型均能较好地预测整体固含率,与实验值相对偏差在3%以内,其中无黏性双流体模型和简化双流体模型对固含率预测更符合散式流态化特点;3种双流体模型对时均颗粒轴向速度预测均呈现整体环核结构的固有属性,其中简化双流体模型在较低和较高两组液速工况下预测的相对偏差平均值分别为0.277和1.028;当入口液速突然变化后,收缩过程中简化双流体模型对响应时间预测准确度略高,而膨胀过程中因低浓度区界面不稳定以及膨胀过程中床内颗粒形成的由浓到稀过渡段延长了稳定时间,3种模型预测均与理想过程存在一定偏差,其中液速较低时三者差异不明显,但液速较高时简化双流体模型准确性略高。基于颗粒动理学的双流体模型对动态过程模拟的计算耗时最长。 展开更多
关键词 流态化 计算流体力学 流体动力学 双流体模型 液固两相流 颗粒黏性
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过滤双流体模型的水平管道内稠油输送数值模拟 被引量:1
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作者 陈羽佳 王淑彦 +3 位作者 邵宝力 袁子涵 谢磊 马一玫 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期785-793,共9页
针对介观尺度下蜡晶颗粒聚团在管壁形成宏观尺度下石蜡层的现象,采用过滤双流体模型研究水平管道输送伴有固态沥青质的稠油的液固两相流流动和传热特性.对比均匀结构曳力模型和亚格子曳力模型的模拟结果,获得了颗粒相时均体积分数、颗... 针对介观尺度下蜡晶颗粒聚团在管壁形成宏观尺度下石蜡层的现象,采用过滤双流体模型研究水平管道输送伴有固态沥青质的稠油的液固两相流流动和传热特性.对比均匀结构曳力模型和亚格子曳力模型的模拟结果,获得了颗粒相时均体积分数、颗粒相压力和过滤传热系数的修正系数等参数分布规律.同时分析了壁面温度对稠油温度分布和传热的影响.结果表明:与均匀模型Gidaspow model相比,过滤模型能够揭示蜡晶颗粒非均匀流动结构对液固两相流的变化规律.Filtered modelⅡ的结果更加接近于试验结果,Filtered modelⅡ的结果随着蜡晶颗粒体积分数的增加而减小.当蜡晶颗粒相体积分数增加到12%时,加入壁面修正的亚格子模型的误差仅为4.1%.而ZAMBRANO等人模拟结果与试验压降的误差为12.9%.亚格子尺度模型能够详细地再现沥青质颗粒聚团的介观尺度流动行为,为稠油输送过程中的蜡晶聚集以及流动过程的预测提供了新的方法. 展开更多
关键词 稠油 过滤双流体模型 水平管道 液固两相流 传热
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基于双流体模型的流化床模拟 被引量:11
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作者 洪若瑜 李洪钟 +1 位作者 程懋圩 张济宇 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期349-356,共8页
从单相流体力学中描述气体流动的Navier-Stokes方程和单颗粒运动的Newton方程出发,使用比较严格的体积平均法推导出描述气固两相宏观流动的模型方程组并设法确定了模型参数,把该方程组加以简化,能得到Gidaspow、Blake和Davidson等人的... 从单相流体力学中描述气体流动的Navier-Stokes方程和单颗粒运动的Newton方程出发,使用比较严格的体积平均法推导出描述气固两相宏观流动的模型方程组并设法确定了模型参数,把该方程组加以简化,能得到Gidaspow、Blake和Davidson等人的模型方程,初步证明了模型的正确性,求解使用了经本文改进的基于控制容积有限差分的IPSA方法,编制了通用程序,模拟了二维射流流化床中浓密气固两相的流动,并计算出射流的穿透深度。 展开更多
关键词 流化床 双流体模型 多相流体力学 流态化
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循环流化床提升管气固湍流的计算流体力学模拟——k-ε-k_p-ε_p-Θ5参数双流体模型 被引量:16
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作者 万晓涛 郑雨 +1 位作者 魏飞 金涌 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期461-468,共8页
提出了用k -ε-kp-εp-Θ 5参数的双流体模型来模拟循环流化床提升管中的气固湍流 .模型用颗粒动力学理论描述颗粒与颗粒间的碰撞 ,用低Reynolds数湍流方程分别模拟气相和颗粒相的湍动 ,并且考虑了气固两相湍动的相互作用 .模拟所得颗... 提出了用k -ε-kp-εp-Θ 5参数的双流体模型来模拟循环流化床提升管中的气固湍流 .模型用颗粒动力学理论描述颗粒与颗粒间的碰撞 ,用低Reynolds数湍流方程分别模拟气相和颗粒相的湍动 ,并且考虑了气固两相湍动的相互作用 .模拟所得颗粒速度和浓度的径向分布与实验结果吻合良好 .分析表明 :在时间和空间域上 ,采用颗粒相湍动与颗粒间碰撞分离处理和颗粒相湍能及耗散方程的引入是合理的 ;颗粒相湍动与两相湍动相互作用的封闭条件是影响模拟结果的重要因素 . 展开更多
关键词 颗粒动力学 双流体模型 气固湍流 计算流体力学
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利用双流体模型研究不同煤种对煤气化激冷过程的影响 被引量:7
5
作者 李云 顾兆林 +1 位作者 冯霄 郁永章 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期83-87,共5页
利用双流体模型 ,对气化炉激冷室下降管内的合成气和灰份传热与流动进行了数值计算 ,分析了不同煤种———黄陵煤和华亭煤对气化炉下降管性能的影响 ,并和生产数据进行了比较 .研究表明 ,采用激冷流程的德士古气化炉更适合灰份质量分数... 利用双流体模型 ,对气化炉激冷室下降管内的合成气和灰份传热与流动进行了数值计算 ,分析了不同煤种———黄陵煤和华亭煤对气化炉下降管性能的影响 ,并和生产数据进行了比较 .研究表明 ,采用激冷流程的德士古气化炉更适合灰份质量分数较低的煤种 .计算结果也表明 ,煤的灰份不利于合成气在下降管内的冷却降温 .由于灰份的存在 ,使合成气在下降管的出口温度提高了 ,显示出灰份浓度越高 。 展开更多
关键词 下降管 双流体模型 煤种 气化炉 激冷过程
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双流体模型中曳力及恢复系数对气固流动的影响 被引量:9
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作者 王嘉骏 顾雪萍 +1 位作者 杨富军 冯连芳 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期164-168,共5页
应用双流体模型CFD模拟的方法,从恢复系数和曳力两方面,研究了气固密相流化床中颗粒之间和气固相之间的相互作用对床内非均匀流动结构形成与变化的影响。计算结果表明颗粒间非弹性碰撞和气固间曳力的增大均使气固两相流动的非均匀性增... 应用双流体模型CFD模拟的方法,从恢复系数和曳力两方面,研究了气固密相流化床中颗粒之间和气固相之间的相互作用对床内非均匀流动结构形成与变化的影响。计算结果表明颗粒间非弹性碰撞和气固间曳力的增大均使气固两相流动的非均匀性增大。通过比较二者对非均匀流动结构的影响,发现气固间曳力是形成非均匀流动结构的决定因素。从碰撞耗散、颗粒动能和颗粒势能的角度分析了二者的作用机理,发现恢复系数和曳力对流动结构的作用主要区别在于对颗粒团聚和床层膨胀的影响程度不同。 展开更多
关键词 气固流化床 双流体模型 非均匀流动结构 恢复系数 曳力
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明渠气水二相流的双流体模型 被引量:7
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作者 谭立新 许唯临 +2 位作者 杨永全 李建中 魏文礼 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期28-31,共4页
从解决平均二相流基本方程的封闭问题出发 ,分析了水利工程中气水二相流的特点 ,介绍了据此提出的可用于水利工程稀疏气泡流计算的双流体模型 ,并对明渠气水二相流进行了算例验证。
关键词 气水二相流 双流体模型 稀疏气泡流 明渠 封闭问题 平均二相流基本方程 水利工程 掺气水流 数学模型
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液氮过冷流动沸腾数值模拟中的双流体模型 被引量:5
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作者 李祥东 周丽敏 +1 位作者 汪荣顺 杨燕华 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期203-216,共14页
液氮过冷流动沸腾广泛见于各种低温换热设备中.采用双流体模型分析液氮过冷流动沸腾,需要为模型提供适当的封闭方程,用于描述汽液两相间质量、动量以及能量的传输过程,封闭方程的合理性直接决定了双流体模型的准确性.将液氮流动沸腾通... 液氮过冷流动沸腾广泛见于各种低温换热设备中.采用双流体模型分析液氮过冷流动沸腾,需要为模型提供适当的封闭方程,用于描述汽液两相间质量、动量以及能量的传输过程,封闭方程的合理性直接决定了双流体模型的准确性.将液氮流动沸腾通道划分为近壁区和主流区,分别介绍液氮核态沸腾壁面上的传热传质机理模型,以及两相流程内汽液之间的相互作用的相间传输模型,建立液氮流动沸腾过程适用的双流体模型,并分析了对模型预测能力具有显著影响的因素,指出存在的问题和解决方案. 展开更多
关键词 液氮 双流体模型 壁面传热传质模型 相间传榆模型 数值计算
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立式陈列柜风幕数值模拟的双流体模型及其改进 被引量:6
9
作者 余克志 丁国良 陈天及 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期436-440,共5页
采用双流体模型对立式陈列柜风幕进行数值模拟,其中内外风幕采用传统的k-ε紊流模型,陈列柜外的环境空气采用非紊流模型.两种流体之间的质量、动量和能量交换采用经验关系式处理.对两种常见的质量交换关系进行分析比较,提出了改进的双... 采用双流体模型对立式陈列柜风幕进行数值模拟,其中内外风幕采用传统的k-ε紊流模型,陈列柜外的环境空气采用非紊流模型.两种流体之间的质量、动量和能量交换采用经验关系式处理.对两种常见的质量交换关系进行分析比较,提出了改进的双流体模型.计算结果表明,大多数工况下,与传统的k-ε紊流模型和改进前的双流体模型相比,双流体模型的改进方案与风幕温度的实测值更加吻合.同时分析了双流体改进模型有效性的应用范围. 展开更多
关键词 陈列柜 双流体模型 风幕 紊流
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液氮垂直流动沸腾的双流体模型分析 被引量:5
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作者 李祥东 汪荣顺 石玉美 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期257-261,共5页
采用双流体模型计算了液氮在垂直管内的上升流动沸腾过程,考察了壁面热通量和液体流量对流动及传热传质特征的影响.结果表明:垂直上升流动沸腾中重力压降占主导地位;根据截面液体温差的变化可判断沸腾模式的转变;壁面热通量与液相流量... 采用双流体模型计算了液氮在垂直管内的上升流动沸腾过程,考察了壁面热通量和液体流量对流动及传热传质特征的影响.结果表明:垂直上升流动沸腾中重力压降占主导地位;根据截面液体温差的变化可判断沸腾模式的转变;壁面热通量与液相流量的相对大小决定了沸腾过程中的传热传质特征. 展开更多
关键词 双流体模型 流动沸腾 压降 空泡份额 传热
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基于双流体模型的简易化两相搅拌流场数值模拟 被引量:5
11
作者 王安麟 孟井泉 +2 位作者 杨兴 姜涛 刘方兴 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第6期45-49,共5页
基于双流体模型对混凝土搅拌运输车搅拌筒内搅拌介质进行了简易化的数值模拟,为搅拌筒参数优劣评定提供了有效的参照模型。即将混凝土搅拌运输车搅拌筒中搅拌介质(石子与泥浆)的流固多相处理成密度不同且互相贯穿的介质,以搅拌筒和搅拌... 基于双流体模型对混凝土搅拌运输车搅拌筒内搅拌介质进行了简易化的数值模拟,为搅拌筒参数优劣评定提供了有效的参照模型。即将混凝土搅拌运输车搅拌筒中搅拌介质(石子与泥浆)的流固多相处理成密度不同且互相贯穿的介质,以搅拌筒和搅拌叶片为动态边界条件,在流体有限元理论下,实现了基于搅拌筒设计参数变化的简易化多相流场数值模拟。从而在混凝土搅拌运输车搅拌筒数字化设计过程中,在对参数的优劣(减小搅拌介质的离析度和提高搅拌筒的出料速度等)评定时,提供了定量化、可视化的参照模型。 展开更多
关键词 多相流 双流体模型 搅拌筒 数字化设计
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基于双流体模型的立式陈列柜风幕风口模型 被引量:4
12
作者 余克志 丁国良 陈天及 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期24-30,共7页
根据立式陈列柜风幕广泛采用的蜂窝板风口的特点,提出了基于双流体模型的风口模型。风口的双流体模型以流动状态划分两种流体,即分别以陈列柜内原有空气和通过风幕流入的空气来区分两种流体。通过风幕流入的空气的容积分数取为蜂窝板的... 根据立式陈列柜风幕广泛采用的蜂窝板风口的特点,提出了基于双流体模型的风口模型。风口的双流体模型以流动状态划分两种流体,即分别以陈列柜内原有空气和通过风幕流入的空气来区分两种流体。通过风幕流入的空气的容积分数取为蜂窝板的面积系数。两种流体之间的质量、动量和能量交换采用经验关系式处理。通过对模拟计算结果的分析,发现与传统简单风口模型相比,风口的双流体模型与实验测试结果更为吻合,是很有价值的风幕模型。 展开更多
关键词 热工学 风口模型 双流体模型 风幕 陈列柜
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绝热层流泡状流运动的双流体模型 被引量:2
13
作者 宋蔷 罗锐 +1 位作者 杨献勇 王洲 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第10期902-906,共5页
绝热层流泡状流是泡状流研究中的一个基础范例 .目前描述绝热层流泡状流常采用的双流体模型由于相间作用考虑欠缺而适用性差 .本文结合理论和实验研究结果导出了描述壁面“排斥”作用的表达式 ,并建立了一个封闭的双流体模型 .模型预测... 绝热层流泡状流是泡状流研究中的一个基础范例 .目前描述绝热层流泡状流常采用的双流体模型由于相间作用考虑欠缺而适用性差 .本文结合理论和实验研究结果导出了描述壁面“排斥”作用的表达式 ,并建立了一个封闭的双流体模型 .模型预测值和实验值的比较表明 ,由于相间作用的合理考虑 。 展开更多
关键词 绝热层流泡状流 双流体模型 空泡率 液相速度 化工流体力学
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基于双流体模型的通气空泡流仿真 被引量:3
14
作者 向敏 林明东 +1 位作者 张为华 屠基元 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期768-771,共4页
基于欧拉-欧拉双流体模型,考虑气-液动量交换,开展了不同弗劳德数和通气量下通气空泡流仿真,得到不同工况下空泡形态和空化数变化规律.仿真结果和试验对比表明,模型能准确预估空泡形态.进一步基于仿真结果对气-液速度场和相间作用力进... 基于欧拉-欧拉双流体模型,考虑气-液动量交换,开展了不同弗劳德数和通气量下通气空泡流仿真,得到不同工况下空泡形态和空化数变化规律.仿真结果和试验对比表明,模型能准确预估空泡形态.进一步基于仿真结果对气-液速度场和相间作用力进行分析.研究表明小通气量下,空泡尾部滑移速度和剪应力较大,气体涡团易在尾部回射流作用下脱落;大通气量下,气团脱落相对位置更靠近尾部,气体从空泡界面转换成小气泡逸出机率增加.所得结论与试验相一致,模型准确性得到验证. 展开更多
关键词 通气空化 数值仿真 双流体模型 回射流
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基于群体平衡原理的双流体模型在液氮流动沸腾数值计算中的应用 被引量:1
15
作者 李祥东 周丽敏 +1 位作者 汪荣顺 杨燕华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1282-1286,共5页
将双流体模型与群体平衡原理耦合为一套新的双流体模型,并建立适当的封闭方程及边界条件,该模型以传统双流体为基础,纳入了群体平衡原理及MUSIG模型,并考虑了碰撞、聚合、相变等因素对汽泡直径及数量密度的影响.通过结合适当的封闭方程... 将双流体模型与群体平衡原理耦合为一套新的双流体模型,并建立适当的封闭方程及边界条件,该模型以传统双流体为基础,纳入了群体平衡原理及MUSIG模型,并考虑了碰撞、聚合、相变等因素对汽泡直径及数量密度的影响.通过结合适当的封闭方程及边界条件,该模型能够在更广的范围内对两相流参数的多维分布和变化进行有效预测,为液氮流动沸腾的数值模拟提供了必要的理论基础. 展开更多
关键词 液氮 流动沸腾 双流体模型 汽泡直径 群体平衡 数值模拟
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基于Waha双流体模型修正的UGS环空带压异常物理特征 被引量:2
16
作者 闫相祯 闫行 +1 位作者 闫怡飞 李鹏宇 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期146-156,共11页
为探究储气库(UGS)环空带压异常物理特征,考虑UGS井筒结构和传热特点,建立基于Waha双流体模型修正的UGS力学分析方法。通过有限元软件模拟研究管柱泄漏后A-环空内气液两相流动特性。采用过冷减压试验和数值计算对UGS力学分析方法进行对... 为探究储气库(UGS)环空带压异常物理特征,考虑UGS井筒结构和传热特点,建立基于Waha双流体模型修正的UGS力学分析方法。通过有限元软件模拟研究管柱泄漏后A-环空内气液两相流动特性。采用过冷减压试验和数值计算对UGS力学分析方法进行对比研究,并分析储库产量、径向面积和气液比等因素对环空带压的影响。以UGS-Q5井带压异常数据为例,通过相对误差分析验证方法的可行性。结果表明:泄漏气在A-环空内发生环状流动,井筒垂直结构有利于气体流动;在持续注入过程中,井筒泄漏导致油套环空带压增长趋势明显,并随着储库产量、径向面积和气液比增加而不断增加;建立的UGS环空带压异常物理特征分析模型具有较好的计算精度和工程实用性,能满足实际工程的计算需求。 展开更多
关键词 Waha双流体模型 地下储气库 环空压力 力学分析
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亚格子过滤双流体模型的网格依赖性 被引量:1
17
作者 闫小康 William Holloway +2 位作者 Sankaran Sundaresan 杨建国 刘炯天 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期877-885,共9页
基于双流体方程和颗粒动力学理论的计算模型被广泛应用于流化床的气固两相流数值计算,高精度网格是其准确计算流动的必要条件。一些经典的微尺度阻力模型,其网格尺度决定其模拟结果的精度。亚格子过滤双流体模型是一种有效的适用于粗糙... 基于双流体方程和颗粒动力学理论的计算模型被广泛应用于流化床的气固两相流数值计算,高精度网格是其准确计算流动的必要条件。一些经典的微尺度阻力模型,其网格尺度决定其模拟结果的精度。亚格子过滤双流体模型是一种有效的适用于粗糙网格的计算模型,其包含的气固相间作用力和颗粒相应力本构方程是在高精度网格条件下,以微尺度双流体方程和颗粒动力学理论计算得到的气固流场为基础,对计算结果进行小尺度过滤后得出。使用亚格子过滤双流体模型替换基于颗粒动力学理论的双流体模型,针对同一物理问题,在不同网格尺度下进行了数值计算,结果表明此计算模型相比经典阻力模型具有较好的网格无关特性,并且和实验结果较为一致。同时也对颗粒动力学理论与之相结合进行了尝试,即仅使用亚格子过滤阻力模型,颗粒相应力仍然使用颗粒动力学模型,其计算结果的网格无关性及与实验值的吻合程度优于经典模型。 展开更多
关键词 亚格子 过滤气固双流体模型 网格无关性 粗网格
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基于双流体模型的喷管内泡状流数值模拟 被引量:1
18
作者 付英杰 魏英杰 张嘉钟 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第1期81-86,共6页
基于双流体模型,引入两相间的热量传递方程,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内泡状流进行了数值模拟。重点分析了入口处气泡半径、两相间速度差异及温度差异对流动的影响。计算结果表明:入口气泡半径越大含气率在喷管内变化越剧烈;两... 基于双流体模型,引入两相间的热量传递方程,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内泡状流进行了数值模拟。重点分析了入口处气泡半径、两相间速度差异及温度差异对流动的影响。计算结果表明:入口气泡半径越大含气率在喷管内变化越剧烈;两相间速度差异在距入口很小范围内迅速减小,入口气相速度较高时,流场压力略有升高;两相温差变化受对流换热系数影响较大:对流换热系数越大,气相温度趋近于液相温度越迅速,初始温度差异对流场影响也越小。 展开更多
关键词 双流体模型 热量传递 泡状流 缩放喷管 数值模拟
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稀颗粒群双流体模型应用于底部排气弹减阻性能研究 被引量:1
19
作者 杨邦翔 郭锡福 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期452-456,共5页
依据稀颗粒群假定下的双流体简化模型 ,采用NND和MacCormack方法 ,本文对底部排气弹底部减阻性能进行了研究。分析了非平衡气 -粒两相流中颗粒相浓度变化对底排弹减阻性能的影响。和实验比较 。
关键词 稀颗粒群 双流体模型 底部排气弹 减阻性能
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爆轰等离子体非平衡区的双流体模型
20
作者 王心亮 叶丹 顾璠 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期131-137,共7页
在爆轰等离子体中存在一个由化学反应放热非平衡导致的非平衡电离区。由于电子质量远小于重粒子质量,使得在电离区中电子与重粒子的能量与动量交换效率较低,这也加剧了这种非平衡特性。建立了爆轰等离子体非平衡电离区中的电子和重粒子... 在爆轰等离子体中存在一个由化学反应放热非平衡导致的非平衡电离区。由于电子质量远小于重粒子质量,使得在电离区中电子与重粒子的能量与动量交换效率较低,这也加剧了这种非平衡特性。建立了爆轰等离子体非平衡电离区中的电子和重粒子的双流体模型,并通过该模型研究爆轰等离子体中的非平衡现象。以氢氧爆轰为例计算不同氢氧摩尔比和初始压力条件下,爆轰非平衡区中重粒子参数和电子参数的变化情况。 展开更多
关键词 爆炸力学 非平衡 双流体模型 爆轰等离子体
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