基于群体平衡原理的液化天然气水下泄漏流动沸腾多流体模型的分析与应用

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作者 张彬 吴宛青 +1 位作者 封星 于桂峰 《船海工程》 2009年第5期76-80,共5页

为模拟LNG水下泄漏流动沸腾过程,将群体平衡原理与多流体模型耦合为一套新的多流体模型,该模型以传统多流体模型为基础,纳入了群体平衡原理及MUSIG模型,并考虑了碰撞、聚合和相变等因素对气泡直径及数量密度的影响。使用新模型与传统多... 为模拟LNG水下泄漏流动沸腾过程,将群体平衡原理与多流体模型耦合为一套新的多流体模型,该模型以传统多流体模型为基础,纳入了群体平衡原理及MUSIG模型,并考虑了碰撞、聚合和相变等因素对气泡直径及数量密度的影响。使用新模型与传统多流体模型进行数值模拟,结果比较得出:新模型的模拟结果更加符合实际的气泡产生与生长发展过程,能够在较大范围内对两相流参数的多维分布和变化进行有效预测。 展开更多

关键词 液化天然气 水下泄漏 多流体模型 群体平衡 流动沸腾

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生物质流化床快速热解多流体模拟的研究进展 被引量：2

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作者 朱玉琴 张馨予 +3 位作者 王欣 钟汉斌 许锋 管雅倩 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期120-126,共7页

多流体模型广泛用于生物质流化床快速热解过程的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟。本文总结了常用模型对模拟结果的影响规律:热解动力学模型影响模拟结果中热解产物的分布,所预测热解产物产率的准确性随着热解模型... 多流体模型广泛用于生物质流化床快速热解过程的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟。本文总结了常用模型对模拟结果的影响规律:热解动力学模型影响模拟结果中热解产物的分布,所预测热解产物产率的准确性随着热解模型精确程度的增加而提高;气-固曳力模型不仅影响热解产物分布,并影响着生物质/炭颗粒的夹带行为,采用考虑介尺度结构的气-固曳力模型能获得与实验更加吻合的模拟结果;在多流体模拟中往往采用简化的颗粒内传热模型描述颗粒内的传热效应,但在不同报道中该模型对模拟结果的影响存在显著差异;颗粒缩径模型可预测反应器内生物质颗粒的粒径分布,主要影响生物质颗粒的流动行为。并结合团队的研究经历,对模型的选用及未来研究方向提出了观点和建议。 展开更多

关键词 流化床 生物质 快速热解 计算流体力学 多流体模型

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一般状态方程可压缩多流体流动的PPM方法

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作者 马东军 郑建国 +1 位作者 孙德军 尹协远 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第B12期99-105,共7页

采用流体体积分数的混合型多流体数值模型和高精度多介质Piecewise Parabolic Method（PPM）算法模拟一般形式Mie—Gruneisen状态方程的复杂多流体可压缩流动。根据多流体接触界面无振荡原则设计高精度计算格式，采用双波近似和两层迭... 采用流体体积分数的混合型多流体数值模型和高精度多介质Piecewise Parabolic Method（PPM）算法模拟一般形式Mie—Gruneisen状态方程的复杂多流体可压缩流动。根据多流体接触界面无振荡原则设计高精度计算格式，采用双波近似和两层迭代算法求解一般状态方程的Riemann问题，利用Strang分裂方法将一维算法直接推广到高维情况，不需要动能校正。二维多流体接触间断平移问题的模拟结果表明本算法在接触间断附近压力和速度没有振荡，界面数值耗散很小，被控制在两到三个网格之内。本文还模拟了二维Riemann问题和激波同多流体交界面的相互作用，算例结果表明本文方法可以有效地处理接触间断、激波等物理问题，且具有耗散小精度高的特点。 展开更多

关键词 混合型多流体模型 一般状态方程 高阶Godunov格式 二维Riemann问题

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氧气高炉多流体数值模拟与分析 被引量：3

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作者 张宗良 孟嘉乐 郭占成 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期17-25,共9页

为研究不同氧气高炉操作流程及操作参数对高炉内部过程产生的影响,预测氧气高炉流程各参数的变化规律,基于多流体理论、冶金传输原理、冶金反应动力学与热力学理论以及计算流体力学建立了普通高炉多流体模型,并在此基础上修改边界条件... 为研究不同氧气高炉操作流程及操作参数对高炉内部过程产生的影响,预测氧气高炉流程各参数的变化规律,基于多流体理论、冶金传输原理、冶金反应动力学与热力学理论以及计算流体力学建立了普通高炉多流体模型,并在此基础上修改边界条件及内部相关参数,建立氧气高炉多流体数学模型。通过建立的模型分别对普通高炉和气化炉氧气高炉(GF-FOBF)流程中的氧气高炉进行了模拟计算,得到两种工艺流程下高炉内温度场、浓度场和速度场等典型参数的分布情况。通过对计算结果的对比,分析了氧气高炉操作条件下炉内状态的主要特征和相对于普通高炉发生的变化,发现氧气高炉内部速度场、温度场均发生变化,特别是气相组分的均匀分布问题明显。本模型可为氧气高炉流程试验及流程开发提供参考。 展开更多

关键词 氧气高炉 炉内状态 多流体模型 数值模拟

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k-ε-A_p两相湍流模型用于模拟悬浮床两相流动 被引量：2

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作者 杨烨 李定凯 +1 位作者 王智微 吕子安 《热力发电》 CAS 北大核心 2003年第2期16-19,共4页

从气固流动的kεAp 模型出发 ,对底部向上射流悬浮床内气固两相流动进行了数值模拟 ,得到了不同入口气速下各截面的颗粒相速度场和脉动速度场的分布 ,计算结果与实验定性一致。计算结果与实验值对比的结果表明 。

关键词 κ-ε-Ap两相湍流模型 悬浮床 两相流动 气固两相流 多流体模型 代数模型 数值模拟

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Mie-Grüneisen状态方程可压缩多流体流动的PPM方法 被引量：1

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作者 郑建国 马东军 +1 位作者 孙德军 尹协远 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期156-162,共7页

采用流体体积分数的混合型多流体数值模型，将piecewise parabolic method（PPM）方法应用于可压缩多流体流动的数值模拟，拓展了以前提出的模型和数值方法，使它能够处理一般的Mie-Grüneisen状态方程。采用双渡近似和两层迭代算... 采用流体体积分数的混合型多流体数值模型，将piecewise parabolic method（PPM）方法应用于可压缩多流体流动的数值模拟，拓展了以前提出的模型和数值方法，使它能够处理一般的Mie-Grüneisen状态方程。采用双渡近似和两层迭代算法求解一般状态方程的Riemann问题；并根据多流体接触界面无振荡原则设计高精度计算格式，对典型的纯界面平移问题可以从理论上证明本算法在接触间断附近压力和速度没有振荡．而且数值模拟结果表明界面数值耗散也被控制在2～3个网格之内。模拟了多种复杂的可压缩多流体流动，算例结果表明本文方法可以有效地处理接触间断、激渡等物理问题。且具有耗散小精度高的特点。 展开更多

关键词 爆炸力学 混合型多流体模型 Mie-Grüneisen状态方程 PPM RIEMANN问题

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流态化模拟：基于介尺度结构的多尺度CFD 被引量：27

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作者 王维 洪坤 +2 位作者 鲁波娜 张楠 李静海 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期95-106,共12页

介尺度结构是研究气固流态化多尺度行为的关键。传统的基于平均化处理方式的双流体模拟不能准确描述流化床中的多尺度流动和传递行为。相较而言,基于能量最小多尺度(EMMS)方法的结构多流体模型(SFM)基于局部空间(网格)内的非均匀介尺度... 介尺度结构是研究气固流态化多尺度行为的关键。传统的基于平均化处理方式的双流体模拟不能准确描述流化床中的多尺度流动和传递行为。相较而言,基于能量最小多尺度(EMMS)方法的结构多流体模型(SFM)基于局部空间(网格)内的非均匀介尺度结构流动特征,其宏观预测结果与网格分辨率基本无关,因而可以大幅降低模拟计算量。基于SFM模拟得到的流动结构,EMMS多尺度传质模型进一步成功解释了传统传质文献中的数据差异。集成上述模型,形成了一整套模拟流化床流动-传递-反应耦合过程的多尺度计算流体力学(CFD)方法,并将其应用于预测循环流化床中典型的S型轴向分布、揭示噎塞转变的机理以及流化床放大困难的原因。多尺度CFD使工业规模循环床的三维、全系统、动态流动-反应耦合过程的准确模拟成为可能,并为实现从模拟向实时虚拟过程转变的目标打下基础。 展开更多

关键词 介尺度结构 EMMS 流态化 多尺度 CFD 结构多流体模型

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高炉炼铁新技术的数学模拟研究 被引量：7

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作者 储满生 郭宪臻 +1 位作者 沈峰满 八木顺一郎 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期829-833,共5页

利用多流体数学模型对革新高炉炼铁技术进行了数学模拟,分析评价了革新操作对炉内现象及高炉生产指标的影响.这些革新炼铁技术包括高炉喷吹含氢物质实现富氢还原,高炉使用热压含碳球团实现低温炼铁,以及高炉炉顶煤气喷吹加强C和H的利用... 利用多流体数学模型对革新高炉炼铁技术进行了数学模拟,分析评价了革新操作对炉内现象及高炉生产指标的影响.这些革新炼铁技术包括高炉喷吹含氢物质实现富氢还原,高炉使用热压含碳球团实现低温炼铁,以及高炉炉顶煤气喷吹加强C和H的利用.多流体模型的模拟解析表明,高炉超高效率操作(高产、低能耗和低CO2排放)可通过这些革新技术的实际应用来实现. 展开更多

关键词 炼铁 高炉 多流体模型 含氢介质喷吹 热压含碳球团 还原气喷吹

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络合铁法脱硫反应器锥段硫磺沉降的数值模拟 被引量：8

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作者 张楠 陈建华 +3 位作者 宋彬 李映年 吴宇 刘蔷 《石油与天然气化工》 CAS 北大核心 2016年第6期10-14,共5页

络合铁法脱硫工艺在天然气行业应用广泛,将反应生成的硫磺富集回收是反应器稳定运行的关键之一。在反应器底部引入锥段对硫磺的富集、沉降和回收很有帮助,为了避免硫磺在锥段侧壁长期沉积和结块,应分层通入扰动气体。通入气量不能太小,... 络合铁法脱硫工艺在天然气行业应用广泛,将反应生成的硫磺富集回收是反应器稳定运行的关键之一。在反应器底部引入锥段对硫磺的富集、沉降和回收很有帮助,为了避免硫磺在锥段侧壁长期沉积和结块,应分层通入扰动气体。通入气量不能太小,以免达不到避免锥段侧壁硫磺沉积的作用;但也不能太大,否则会使得硫磺难于沉降。本研究采用欧拉多流体模型,对锥段硫磺沉降进行了模拟,研究了硫磺浓度和通气速度对硫磺沉降的影响。结果表明:硫磺浓度对沉降速度影响较小,而通气速度对沉降影响明显。随着气速的增大,硫浆沉降越来越慢,对所研究的体系而言,最大通气速度应小于0.75m/s。 展开更多

关键词 气液固三相流 计算流体力学 欧拉多流体模型 络合铁 脱硫 硫磺沉降

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列车用V型格栅气粒分离特性的数值模拟 被引量：5

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作者 龚光彩 任中俊 +2 位作者 陈可 李孔清 马扬 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期38-44,共7页

采用多流体模型,即把颗粒相作为连续介质,同时考虑颗粒相对流体相的影响,根据该V型格栅的实际使用条件设定了对应参数,使用欧拉系下k-ε双方程模型模拟出含尘气流通过V型格栅时的气粒分离特性。计算了V型格栅内气粒两相流动,从而揭示了... 采用多流体模型,即把颗粒相作为连续介质,同时考虑颗粒相对流体相的影响,根据该V型格栅的实际使用条件设定了对应参数,使用欧拉系下k-ε双方程模型模拟出含尘气流通过V型格栅时的气粒分离特性。计算了V型格栅内气粒两相流动,从而揭示了其内部气相压力场的分布与颗粒相浓度场的基本特征。并将模拟结果和试验结果作了比较和分析,阐明了利用CFD技术在工程设计实施前或产品生产(改造)前预测方案的实际效果与产品性能的可行性。 展开更多

关键词 κ-ε双方程模型 多流体模型 气粒分离特性 CFD

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缸内直喷汽油机喷嘴内流动影响参数分析 被引量：4

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作者 王艳华 杨世春 张良 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2012年第6期632-637,共6页

为了研究缸内直喷汽油机喷油嘴内流动特性及影响喷孔出口流动参数的因素,建立了欧拉多流体模型对喷嘴内流动进行模拟计算,并对所建模型进行了验证.分析了不同介质和不同喷嘴进出口压差下喷孔内流动特征及影响喷孔出口截面流动参数的因素... 为了研究缸内直喷汽油机喷油嘴内流动特性及影响喷孔出口流动参数的因素,建立了欧拉多流体模型对喷嘴内流动进行模拟计算,并对所建模型进行了验证.分析了不同介质和不同喷嘴进出口压差下喷孔内流动特征及影响喷孔出口截面流动参数的因素.结果表明:气泡数密度增大则空穴程度增大,但当气泡数密度大于一定值时,空穴流动趋于稳定;随着空穴程度的增大,喷孔出口截面平均速度增大,平均湍动能减小;喷嘴进出口压差的增大,有利于空穴的发生;喷嘴内湍动和气泡与流动介质间相对运动产生的压力波动,有利于喷嘴内空穴发生;在较高的喷嘴进出口压差的情况下,局部湍动对喷孔出口截面的湍动能影响不可忽略;喷孔内流量系数主要受空穴程度影响. 展开更多

关键词 GDI喷油器 欧拉多流体模型 气泡数密度 Egler系数 参数分析

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循环流化床反应器理论研究进展 被引量：3

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作者 胡金榜 李进龙 +1 位作者 李艳平 宗润宽 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期173-176,共4页

对循环流化床数学模型的实验依据和理论依据进行了分析研究 ,在此基础上对现有的数学模型进行了简单的分类 ,并将一维轴向模型和环 -核流动模型与研究者发表的实验数据进行了比较 ,讨论了模型间产生差异的原因。

关键词 循环流化床 数学模型 一维轴向模型 环-核流动模型 多流体模型

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内交叉喷嘴内部冲击效应雾化机理研究

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作者 刘灿旭 潘业俊 +3 位作者 刘红 贾明 田江平 张威龙 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期414-420,共7页

与传统的单圆柱孔喷嘴相比,内交叉孔喷嘴由于其具有较高的流量系数和在促进射流破碎方面的显著优势而逐渐得到应用.本研究利用OpenFOAM平台进行数值研究以讨论内交叉孔喷嘴的内部流动和射流破碎机理.采用已搭建的混合多流体准-VOF模型,... 与传统的单圆柱孔喷嘴相比,内交叉孔喷嘴由于其具有较高的流量系数和在促进射流破碎方面的显著优势而逐渐得到应用.本研究利用OpenFOAM平台进行数值研究以讨论内交叉孔喷嘴的内部流动和射流破碎机理.采用已搭建的混合多流体准-VOF模型,对同孔径不同相交角为20°和25°的交叉孔喷嘴以及单圆柱孔喷嘴进行了多相流计算及实验验证.结果表明,计算结果与实验值有很好的一致性.与圆柱形单孔喷嘴相比,采用内交叉孔喷嘴能够有效抑制空化,提高流量系数.另外,表面波在交叉面和扩散面上的发展差异是产生扇形喷雾的主要原因.而增大内交叉喷嘴的交叉角在一定程度上可以有效提高内部冲击效应,从而促进雾化. 展开更多

关键词 多流体准-VOF模型 内交叉孔 内部冲击效应 机理 雾化

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