粗糙颗粒动理学及稠密气固两相流动的数值模拟 被引量：7

1

作者 王帅 郝振华 +2 位作者 徐鹏飞 孙立岩 陆慧林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期278-286,共9页

考虑颗粒碰撞过程中摩擦作用,给出了粗糙颗粒碰撞动力学.引入颗粒相拟总温来表征颗粒平动和转动脉动能量的特征.基于气体分子运动论,建立颗粒碰撞中平动和旋转共同作用的粗糙颗粒动理学,给出了颗粒相压力和黏度等输运参数计算模型.运用... 考虑颗粒碰撞过程中摩擦作用,给出了粗糙颗粒碰撞动力学.引入颗粒相拟总温来表征颗粒平动和转动脉动能量的特征.基于气体分子运动论,建立颗粒碰撞中平动和旋转共同作用的粗糙颗粒动理学,给出了颗粒相压力和黏度等输运参数计算模型.运用基于颗粒动理学的欧拉-欧拉气固两相流模型,数值模拟了流化床内气体颗粒两相流动特性,分析了颗粒旋转流动对颗粒碰撞能量交换和耗散的影响.模拟得到的流化床内径向颗粒浓度和提升管内颗粒轴向速度与他人实验结果相吻合.模拟结果表明随着颗粒浓度的增加,颗粒相压力和能量耗散逐渐增加,而颗粒拟总温先增加后下降.随着颗粒粗糙度系数的增加,床内平均颗粒相拟总温和能量耗散增加,表明颗粒旋转产生的摩擦将导致颗粒旋转脉动能量的改变,影响床内气体-颗粒两相宏观流动特性. 展开更多

关键词 粗糙颗粒动理学 颗粒碰撞动力学 颗粒旋转 流化床

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基于颗粒动理学理论的双梯度钻井数值模拟 被引量：1

2

作者 刘浩 杨璎珞 +3 位作者 王湘萍 王淑彦 邵宝力 李田田 《能源与环保》 2022年第6期306-311,318,共7页

针对常规深水钻井过程中孔隙压力与地层破裂压力之间的安全窗口较小的问题,采用基于颗粒动理学的Eulerian-Eulerian双流体模型以及液固两相流动的相关理论,对竖直井筒内双梯度钻井过程中岩屑和空心球的流动行为进行了模拟,同时分析了空... 针对常规深水钻井过程中孔隙压力与地层破裂压力之间的安全窗口较小的问题,采用基于颗粒动理学的Eulerian-Eulerian双流体模型以及液固两相流动的相关理论,对竖直井筒内双梯度钻井过程中岩屑和空心球的流动行为进行了模拟,同时分析了空心球密度以及钻杆转速对岩屑运移情况的影响。根据模拟结果得出了环空井筒内颗粒浓度分布、混合物静压力变化、颗粒速度分布以及颗粒拟温度变化情况。研究表明:注入空心球可以明显降低环空井筒内的压力梯度,减小空心球的密度可以更好的实现双梯度钻井的目的,同时改善空心球与岩屑的浓度分布情况。合适的钻杆转速可以提高岩屑与空心球的混合程度,使空心球和岩屑的浓度分布与速度分布变得更加均匀,避免产生岩屑沉积现象,提升岩屑运移效率。 展开更多

关键词 双梯度钻井 颗粒动理学理论 空心球 计算流体动力学 Eulerian-Eulerian双流体模型

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鼓泡流化床宽筛分颗粒气固两相流动的流体动力学 被引量：6

3

作者 何玉荣 陆慧林 +1 位作者 别如山 刘文铁 《动力工程》 CSCD 北大核心 2003年第5期2646-2651,共6页

应用颗粒动理学,考虑气体与颗粒、颗粒组分以及组分内颗粒间的相互作用,建立宽筛分颗粒气固两相流双流体计算模型。研究鼓泡流化床内气固两相流体动力特性和颗粒分层的机理。数值模拟结果表明:鼓泡流化床内的流体动力学受颗粒尺寸分布... 应用颗粒动理学,考虑气体与颗粒、颗粒组分以及组分内颗粒间的相互作用,建立宽筛分颗粒气固两相流双流体计算模型。研究鼓泡流化床内气固两相流体动力特性和颗粒分层的机理。数值模拟结果表明:鼓泡流化床内的流体动力学受颗粒尺寸分布以及颗粒间能量耗散和传递的影响。为了从基本流体动力模型中获得真实的床内气固两相流体动力行为,正确地考虑颗粒尺寸分布及颗粒能量耗散的作用是十分重要的。 展开更多

关键词 鼓泡流化床 颗粒动理学 气固两相流

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近床面风沙流的颗粒拟流体大涡模拟分析 被引量：3

4

作者 周晓斯 王元 李志强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期60-66,共7页

通过气相大涡模拟与基于颗粒动理学理论的颗粒相湍流拟流体模型进行耦合,对近床面风沙气固两相三维运动进行了数值计算。相同来流风速下,对跃移层内沙相速度、沙相浓度及沙粒脉动均方根速度沿近床面高度变化进行了统计分析,对比了模拟... 通过气相大涡模拟与基于颗粒动理学理论的颗粒相湍流拟流体模型进行耦合,对近床面风沙气固两相三维运动进行了数值计算。相同来流风速下,对跃移层内沙相速度、沙相浓度及沙粒脉动均方根速度沿近床面高度变化进行了统计分析,对比了模拟参数结果与相关实验值之间的差异。结果表明:所建计算模型能较好地揭示近床面风沙流特性,低沙相浓度运动模拟中2种曵力系数模型计算得到的各个宏观参数统计量趋于一致;跃移层内沙相平均流向速度随近床面高度的增加呈递增趋势,沙相浓度随近床面高度的增加呈递减趋势,沙相流向脉动均方根速度在跃移底层呈现单一峰值状。模拟结果获得了与相关实验结论相类似的变化规律,得出准确选取沙粒碰撞弹性恢复系数是准确揭示沙相速度脉动强弱的关键。 展开更多

关键词 风沙运动 颗粒动理学 拟流体 大涡模拟

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稠密气固两相流各向异性颗粒相矩方法 被引量：1

5

作者 孙丹 陈巨辉 +3 位作者 刘国栋 赵云华 徐鹏飞 陆慧林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1034-1041,共8页

基于气体分子动力学和颗粒动理学方法,考虑颗粒速度脉动各向异性,建立颗粒相二阶矩模型.应用初等输运理论,对三阶关联项进行模化和封闭.考虑颗粒与壁面之间的能量传递和交换,建立颗粒相边界条件模型.采用Koch等计算方法模拟气固脉动速... 基于气体分子动力学和颗粒动理学方法,考虑颗粒速度脉动各向异性,建立颗粒相二阶矩模型.应用初等输运理论,对三阶关联项进行模化和封闭.考虑颗粒与壁面之间的能量传递和交换,建立颗粒相边界条件模型.采用Koch等计算方法模拟气固脉动速度关联矩.考虑气体-颗粒间相互作用,建立稠密气体-颗粒流动模型.数值模拟提升管内气固两相流动特性,模拟结果表明提升管内颗粒相湍流脉动具有明显的各向异性.预测颗粒速度、浓度和颗粒脉动速度二阶矩与Tartan等实测结果相吻合.模拟结果表明轴向颗粒速度脉动强度约为平均颗粒相脉动强度的1.5倍,轴向颗粒脉动能大约是径向颗粒脉动能3.0倍. 展开更多

关键词 各向异性 颗粒动理学 二阶矩 提升管 数值模拟

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高浓度颗粒气固两相流动的二阶矩模型的数值模拟 被引量：2

6

作者 Namory Camara 陆慧林 +2 位作者 赵云华 刘文铁 李响 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期2015-2018,共4页

采用动理学方法,用各向异性的M axwell颗粒速度分布函数,建立颗粒相Boltzm ann方程,分别取零次矩、一次矩和二次矩得到颗粒相连续方程、动量方程和二阶矩方程.模拟计算得到上升管内颗粒流场分布和脉动速度分布,与实验结果比较表明:各向... 采用动理学方法,用各向异性的M axwell颗粒速度分布函数,建立颗粒相Boltzm ann方程,分别取零次矩、一次矩和二次矩得到颗粒相连续方程、动量方程和二阶矩方程.模拟计算得到上升管内颗粒流场分布和脉动速度分布,与实验结果比较表明:各向异性颗粒动理学能够反映颗粒流动特性,从而能够更全面地认识高颗粒浓度气固两相流动过程. 展开更多

关键词 各向异性 二阶矩模型 颗粒动理学

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水平管入口段内水煤浆流动特性数值模拟 被引量：7

7

作者 陈良勇 段钰锋 +2 位作者 刘猛 蒲文灏 赵长遂 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期402-408,共7页

以Eulerian多相流方法为基础建立了水煤浆流动的液固两相流体动力学模型,并对水平管入口段内水煤浆流动进行了模拟.模型采用颗粒动理学理论求解固相本构方程,采用RNGk-ε湍流混合模型描述颗粒间具有强烈作用的两相湍流流动.针对水煤浆... 以Eulerian多相流方法为基础建立了水煤浆流动的液固两相流体动力学模型,并对水平管入口段内水煤浆流动进行了模拟.模型采用颗粒动理学理论求解固相本构方程,采用RNGk-ε湍流混合模型描述颗粒间具有强烈作用的两相湍流流动.针对水煤浆中煤粉颗粒的双峰分布特性,将煤粉看作2种大小不同的固相,同时考虑固相与液相、固相与固相之间的动量交换.模型有效性通过Kaushal等试验结果和水煤浆的压降试验验证.通过模拟考察了入口段内速度及浓度分布过程和入口段长度的变化规律.结果表明：重力和颗粒间的相互作用对浓度和速度分布过程具有重要影响;固相体积分数在30%-49.5%范围内,入口段长度随浓度的增加而减小,随平均流速（0.2-5.0m/s）先增加后减小. 展开更多

关键词 水煤浆 入口段 多相流模型 颗粒动理学

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基于欧拉多相流模型的流化床煤气化过程三维数值模拟 被引量：12

8

作者 王小芳 金保升 钟文琪 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期454-460,共7页

以欧拉多相流模型为基础,气相采用k-ε湍流模型,固相采用基于颗粒动理学理论封闭模型,引入传热、传质、煤热解、气化过程反应模型,建立了流化床煤气化过程的三维数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动和相内、相间的化学反应.对直径0.... 以欧拉多相流模型为基础,气相采用k-ε湍流模型,固相采用基于颗粒动理学理论封闭模型,引入传热、传质、煤热解、气化过程反应模型,建立了流化床煤气化过程的三维数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动和相内、相间的化学反应.对直径0.22m的流化床煤气化炉不同操作参数下的气化过程进行了三维数值模拟,获得了气化炉内气化产物的组分分布、温度分布及化学反应速率变化规律.模型的计算结果与实验结果进行了比较,结果表明:数值模拟与实验吻合较好,最小相对误差仅为1%左右,最大相对误差为20%左右,平均相对误差小于14%. 展开更多

关键词 流化床煤气化 欧拉模型 颗粒动理学理论 3D数值模拟

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稠密气固两相湍流流动的实验和数值模拟 被引量：6

9

作者 陆慧林 刘文铁 +2 位作者 孙永立 李文健 杨励丹 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期385-391,共7页

基于气固两相流动模型计算循环流化床内稠密气固两相流湍流流动.颗粒动理学方法模拟颗粒相湍动能，SGS模型模拟气相湍流．采用γ-射线密度计和非等速取样管测量局部颗粒浓度和流率，利用FFT方法计算颗粒浓度功率话密度．模拟计算得到上... 基于气固两相流动模型计算循环流化床内稠密气固两相流湍流流动.颗粒动理学方法模拟颗粒相湍动能，SGS模型模拟气相湍流．采用γ-射线密度计和非等速取样管测量局部颗粒浓度和流率，利用FFT方法计算颗粒浓度功率话密度．模拟计算得到上升管内气相和固相速度和浓度分布等．同时数值模拟与Tsuji等和Knowlton等试验结果进行了比较，结果表明数值模拟计算与实验结果相吻合． 展开更多

关键词 循环流化床 气固两相流动 颗粒动理学 数值模拟

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水平管加压密相煤粉气力输送沙丘流的数值模拟 被引量：7

10

作者 蒲文灏 赵长遂 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期120-126,共7页

对Johnson等提出的摩擦正应力模型和Syamlal等提出的摩擦剪切黏度模型进行了修正,并将其与颗粒动理学理论相结合,建立了可以描述加压密相气力输送的气固湍流流动状况的三维多相流模型.该模型充分考虑了颗粒间碰撞和摩擦力作用,以及气相... 对Johnson等提出的摩擦正应力模型和Syamlal等提出的摩擦剪切黏度模型进行了修正,并将其与颗粒动理学理论相结合,建立了可以描述加压密相气力输送的气固湍流流动状况的三维多相流模型.该模型充分考虑了颗粒间碰撞和摩擦力作用,以及气相和颗粒团湍流脉动之间的相互作用.采用该模型对加压密相气力输送水平管沙丘流流动特性进行了三维数值模拟,并预测了单个沙丘和连续沙丘的形成及运动状况.结果表明:随着表观气速的增加,煤粉颗粒浓度减小,压降梯度呈现先减小后增大的趋势;在横截面上,煤粉颗粒分布呈现上窄下宽的趋势,且煤粉颗粒在管道底部沉积,并呈现月牙形状.模拟结果与试验结果吻合较好. 展开更多

关键词 水平管 气力输送 密相 颗粒动理学 摩擦应力 沙丘流 数值模拟

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循环流化床煤粉气化炉内气固三维流动特性数值模拟 被引量：1

11

作者 李巍 宋廷钰 +2 位作者 谢立军 李伟 沈志恒 《石油化工设备》 CAS 2012年第5期18-23,共6页

采用基于气相k-ε湍流模型、颗粒相颗粒动理学模型的欧拉-欧拉双流体模型,对循环流化床煤粉气化炉内气体和颗粒两相三维流动特性进行了冷态数值模拟,得到了炉内颗粒体积分数、颗粒速度的分布情况以及进料管与回料管的颗粒扩散距离。模... 采用基于气相k-ε湍流模型、颗粒相颗粒动理学模型的欧拉-欧拉双流体模型,对循环流化床煤粉气化炉内气体和颗粒两相三维流动特性进行了冷态数值模拟,得到了炉内颗粒体积分数、颗粒速度的分布情况以及进料管与回料管的颗粒扩散距离。模拟结果表明,循环流化床煤粉气化炉内呈现下部密相区、上部稀相区的颗粒分布特性。 展开更多

关键词 循环流化床煤粉气化炉 欧拉-欧拉双流体模型 颗粒动理学 数值模拟

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导流管喷动床内液固两相流动特性研究

12

作者 张旭瞳 杨璎珞 +4 位作者 王湘萍 邵宝力 陈曦 查许晴 王淑彦 《节能技术》 CAS 2022年第3期227-232,共6页

为了探究不同参数对液固导流管喷动床内颗粒流动行为的影响,本文基于欧拉-欧拉双流体模型结合颗粒动理学对喷动床内液固两相的流动特性进行数值模拟。本文在导流管喷动床的底部引入辅助入口,通过改变颗粒粒径和液体粘度,得到了颗粒轴向... 为了探究不同参数对液固导流管喷动床内颗粒流动行为的影响,本文基于欧拉-欧拉双流体模型结合颗粒动理学对喷动床内液固两相的流动特性进行数值模拟。本文在导流管喷动床的底部引入辅助入口,通过改变颗粒粒径和液体粘度,得到了颗粒轴向速度、颗粒浓度、颗粒拟温度、静压力、动压力等参数的变化规律。模拟结果显示,在一定范围内增大颗粒粒径和液体粘度,颗粒的轴向速度减小,颗粒拟温度显著升高,喷动床内的静压力增加,液体动压力减小,床层膨胀高度明显增大。但当液体粘度增加到一定值后,喷泉区不再明显,并且出现了颗粒回流的现象。因此,综合考虑颗粒粒径和液体粘度,可以显著减小颗粒的堆积,提高喷动效率,使颗粒流化更加充分。 展开更多

关键词 液固两相流动 导流管喷动床 双流体模型 颗粒动理学 数值模拟

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脉冲气体钻水平井环空气固两相流数值模拟

13

作者 张楷雨 赵虹宇 陆慧林 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期74-80,共7页

为提升气体钻水平井岩屑运移效率,应用欧拉—欧拉双流体模型,模拟计算了气体钻水平井正弦脉冲注气方式下环空中气固两相的流动,并基于颗粒动理学理论建立岩屑颗粒碰撞能量交换和耗散方程,采用气体湍流模型(RNG k-ε模型),分析了不同振... 为提升气体钻水平井岩屑运移效率,应用欧拉—欧拉双流体模型,模拟计算了气体钻水平井正弦脉冲注气方式下环空中气固两相的流动,并基于颗粒动理学理论建立岩屑颗粒碰撞能量交换和耗散方程,采用气体湍流模型(RNG k-ε模型),分析了不同振幅及频率的脉冲气体对环空中气相脉动压力、岩屑体积分数、岩屑颗粒温度及气相湍流动能的影响。结果表明:随着脉冲气体振幅及频率的增大,环空中压降不断增大,岩屑体积分数不断减小;同体积注气量,脉冲注气方式下环空中的岩屑体积分数最多可比恒速注气方式下小33%,且脉冲振幅的改变对模拟结果起主导作用;脉冲注气使环空中岩屑浓度降低,从而提高了井眼净化效率。 展开更多

关键词 气固两相流 脉冲注气 岩屑运移 颗粒动理学

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