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基于DPM-VOF耦合的高铅渣底吹还原炉内多相流动数值模拟
1
作者 闫红杰 黄正宗 +2 位作者 郝澳 夏韬 刘柳 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第2期607-620,共14页
高铅渣底吹还原炉内天然气-熔体或载气-熔体-煤粉构成的多相体系复杂行为与熔炼效率和系统产能紧密相关。本文基于DPM-VOF耦合模型,研究了工业尺度的高铅渣底吹还原炉内分别以天然气和煤粉为还原剂的气-液两相流和气-液-固多相流复杂行... 高铅渣底吹还原炉内天然气-熔体或载气-熔体-煤粉构成的多相体系复杂行为与熔炼效率和系统产能紧密相关。本文基于DPM-VOF耦合模型,研究了工业尺度的高铅渣底吹还原炉内分别以天然气和煤粉为还原剂的气-液两相流和气-液-固多相流复杂行为。结果表明:天然气作还原剂时,炉膛两端熔体流速平缓,喷枪区域流速剧烈,呈“脉冲状”分布;喷枪附近压力呈两侧大、中间小的“V”字形分布;喷枪区域压力波动剧烈,虽可强化气液搅拌过程但易造成喷枪损坏和熔体喷溅。采用煤粉作还原剂时,煤粉从喷枪喷出后最初分布在气团内部和气液交界面处,随后扩散至熔池中上部和烟气区域;熔池内煤粉分布在0.25~0.85 m深度范围;喷枪附近煤粉浓度相近,均未出现沉积现象。 展开更多
关键词 底吹还原炉 多相流 DPM-VOF模型 数值模拟 直接炼铅工艺
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高含气率下多相混输泵内流特性
2
作者 张睿杰 耿琳琳 +2 位作者 高一博 田中杰 张德胜 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第7期656-662,共7页
为研究不同含气率下混输泵内部流场,采用欧拉-欧拉多相流模型对三级螺旋轴流式混输泵进行数值模拟,分析高含气率下混输泵内部压力、气液两相分布以及各过流部件熵产值随含气率的变化规律.结果表明:随着含气率增大,叶轮增压效果线性降低... 为研究不同含气率下混输泵内部流场,采用欧拉-欧拉多相流模型对三级螺旋轴流式混输泵进行数值模拟,分析高含气率下混输泵内部压力、气液两相分布以及各过流部件熵产值随含气率的变化规律.结果表明:随着含气率增大,叶轮增压效果线性降低,但每一级叶轮的相对增压比在不同含气率下几乎维持在同一水平;在混输泵内气体主要分布于叶轮叶片吸力面与导叶叶片吸力面,并由于离心力及气液两相密度差,液体在叶轮内趋向于轮缘处聚集,但液相在导叶中因密度大开始向轮毂移动,气相因密度小上浮至轮缘,气液两相再次由于密度差逐渐混合均匀;通过熵产分析发现,在含气率为0~20%时,流场中的能量损失随着含气率增大而显著增大,在含气率为20%~80%时,熵产值维持较高水平并随含气率增大而增大,流场中的能量损失主要来自叶轮内的二次流动现象. 展开更多
关键词 混输泵 欧拉-欧拉多相流模型 高含气率 气液两相分布 熵产
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水平井溢流气体运移特征及对井控参数的影响研究
3
作者 王鹏程 孙宝江 +4 位作者 邵长春 高永海 刘学青 孙小辉 辛桂振 《钻采工艺》 北大核心 2025年第4期17-26,共10页
水平井可以有效提升油气开发效率,但其井控难度相对直井更高。文章结合塔里木油田地质特性和井控工艺,考虑天然气相变和酸性气体在钻井液中溶解建立了超深水平井非稳态多相流动模型,探究了水平井井筒溢流运移特征及其对井控设计的影响... 水平井可以有效提升油气开发效率,但其井控难度相对直井更高。文章结合塔里木油田地质特性和井控工艺,考虑天然气相变和酸性气体在钻井液中溶解建立了超深水平井非稳态多相流动模型,探究了水平井井筒溢流运移特征及其对井控设计的影响。该模型能准确预测溢流运移及压井过程中的流动参数变化,关井套压模拟结果与现场实际套压相比,误差在2.8%左右。研究表明气体在水平段运移缓慢,水平井溢流初期不易被发现,而气体一旦运移至造斜点附近,运移速度加快,溢流呈现隐蔽性和突发性;在相同垂深、地层压力、产气指数和产层条件下,水平井达到相同的钻井液池增量所需的时间多于直井,如1 m3钻井液池增量在水平井中用时约为直井中用时的1.8倍;在相同生产压差的条件下,随着产气段长度的增加,水平井达到相同钻井液池增量所需时间逐渐缩短;在采用工程师法压井时,水平井所需压井时间长于直井压井时间,当压井排量为25 L/s时,水平井压井成功需要190 min,直井则只需要150 min;气体排出过程中,水平井套压峰值略高于直井;压井液排量对成功压井时间影响显著。文章研究结果可以为水平井井控参数设计提供理论指导。 展开更多
关键词 大斜度井 水平井 多相流模型 溢流运移规律 压井模拟 井控参数
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基于Comsol多相流模型的海底滑坡运动演化过程模拟应用
4
作者 颜鹏 戴自立 《海洋学报》 北大核心 2025年第4期43-52,共10页
海底滑坡作为一种常见的自然灾害,对海洋工程危害巨大,同时海底滑坡引发的次生灾害也会对沿海地区造成威胁,因此对海底滑坡的运动过程展开研究至关重要。本文运用Comsol多相流数值仿真软件系统建立了海底滑坡多相流数值模型,同时选用Her... 海底滑坡作为一种常见的自然灾害,对海洋工程危害巨大,同时海底滑坡引发的次生灾害也会对沿海地区造成威胁,因此对海底滑坡的运动过程展开研究至关重要。本文运用Comsol多相流数值仿真软件系统建立了海底滑坡多相流数值模型,同时选用Herschel-Bulkley-Papanastasiou(HBP)黏性流体模型模拟滑坡体,采用经典牛顿流体模型模拟周围水体。为了验证数值模型的准确性,将数值模型结果与文献中的模型试验结果进行对比分析,本文所建立的Comsol模拟结果与文献结果数据吻合,说明该模型具备一定的准确性,可以用于海底滑坡研究及预测。同时为了进一步展开对海底滑坡的研究分析,本文对朱家尖海底滑坡进行模拟,预测了滑坡体前缘速度以及滑移距离。本研究可以为海底滑坡预测与防治工作提供参考。 展开更多
关键词 海底滑坡 多相流 运动演化 Comsol模型
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气泡幕对水中声波衰减作用的数值模拟研究
5
作者 张勇龙 曹顺翔 《力学学报》 北大核心 2025年第1期31-42,共12页
利用气泡幕实现水下声波屏蔽一直是海洋和环境工程领域的重要研究课题.近年来,通过创新方法对气泡幕屏障技术进行优化引起了学术界和工业界的广泛关注.文章基于开源代码Multi-Component Flow Code,采用集合平均多相流模型,考虑气泡与周... 利用气泡幕实现水下声波屏蔽一直是海洋和环境工程领域的重要研究课题.近年来,通过创新方法对气泡幕屏障技术进行优化引起了学术界和工业界的广泛关注.文章基于开源代码Multi-Component Flow Code,采用集合平均多相流模型,考虑气泡与周围流体的相互作用,模拟了气泡幕在不同参数配置下的动力学行为及其对水下声波的屏蔽效果.其中,重点关注气泡大小分布、气泡体积分数、气泡幕厚度和环境压力对屏蔽效果的影响.同时,探索了气泡幕对不同幅值与频率声场的峰值衰减效果.模拟结果表明,声波能量的衰减效果与气泡的体积分数呈正相关;气泡幕在低幅值、高频率声场中展现出更为优越的声波屏蔽性能;在一定的阈值范围内,通过增加气泡幕的厚度可有效增强声波的衰减效果;存在气泡的初始半径及其标准差的最优值使得声波峰值衰减率最大,多分散气泡分布状态下的声波峰值降低但有限;随着环境压力的增加,声波能量的衰减效果减弱,当水深超过一定阈值时,气泡幕的衰减率趋于极小并保持稳定.为气泡屏障技术的设计与优化提供了重要的理论依据和参考. 展开更多
关键词 气泡幕 水下声波 多相流模型 数值模拟
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考虑黏变与相变的泡沫沥青喷洒装置优化设计
6
作者 程海鹰 李楠希 +1 位作者 马登成 吴文霞 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期81-89,共9页
冷再生机作为沥青路面再生施工的关键设备,能够实现就地再生,提高施工效率。冷再生机在喷洒泡沫沥青时,存在喷口容易积聚沥青且各喷口流量不均的问题。为解决上述问题,需提升泡沫沥青喷口压力减少沥青积聚,均衡各个喷口流量。该文从沥... 冷再生机作为沥青路面再生施工的关键设备,能够实现就地再生,提高施工效率。冷再生机在喷洒泡沫沥青时,存在喷口容易积聚沥青且各喷口流量不均的问题。为解决上述问题,需提升泡沫沥青喷口压力减少沥青积聚,均衡各个喷口流量。该文从沥青发泡行为本质出发,在多相流混合理论的基础上,考虑沥青发泡过程中沥青黏变与水的相变,将沥青的黏温特性函数与水的相变函数引入计算模型,对流体体积(VOF)模型进行修正,建立沥青发泡行为控制模型。其次,数值模拟沥青发泡过程中的喷口压力与流量,并与实验进行对比,得到该沥青发泡行为控制模型在喷口压力与流量方面的误差分别为9.2%、7.7%。最后,在上述沥青发泡行为模型的基础上,构建关于泡沫沥青喷洒装置的数值仿真模型,按照设计的实验方案数值模拟泡沫沥青喷洒过程。根据模拟结果,在Isight平台中构建Kriging代理模型,进而建立以提升喷口压力、减小各喷口质量流量差为目标的多目标优化模型,并运用NSGA-Ⅱ算法对构建的多目标优化模型进行求解。最终,得到Pareto解集并对其进行分析。结果表明,当沥青管径为0.74a、发泡水管径为0.58b、泡沫沥青喷口直径为0.6c、泡沫沥青喷口个数为d时,泡沫沥青喷洒装置性能最优。在考虑沥青发泡行为特点的前提下,通过提升喷口压力,均衡各个喷口流量,提升了泡沫沥青喷洒装置性能。 展开更多
关键词 泡沫沥青 喷洒装置 多相流 VOF模型 多目标优化
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HTPB/Al/AP/RDX固体推进剂动态混合过程数值仿真
7
作者 胡木林 武毅 +2 位作者 王行远 郭松林 于俊艺 《兵工学报》 北大核心 2025年第7期145-161,共17页
混合工艺作为固体推进剂制备的重要工序,一般是指将Al、AP、RDX等颗粒相加入到高分子黏合剂基体中,经机械捏合、搅拌使黏合剂浆料涂敷在固体粒子表面的过程。基于Mixture固-气-液多相流模型,进行固体颗粒相加注混合釜中的扩散伴随桨叶... 混合工艺作为固体推进剂制备的重要工序,一般是指将Al、AP、RDX等颗粒相加入到高分子黏合剂基体中,经机械捏合、搅拌使黏合剂浆料涂敷在固体粒子表面的过程。基于Mixture固-气-液多相流模型,进行固体颗粒相加注混合釜中的扩散伴随桨叶动态捏合过程的数值仿真研究。开展不同固含量(0%~95%)药浆的动态流变测量实验,构建了药浆流变模型;考虑颗粒浓度动态变化对局部流变特性影响,开展了不同颗粒加注流量的混合动态过程仿真。分析不同工况条件下颗粒浓度、压力场和扭矩随时间的变化规律。实验结果表明:建立的数值仿真方法与文献实验结果对比,平均误差在15%内,具有良好的一致性;混合过程中近、远桨叶叶尖处的挤压力最大,而叶中部存在低压区;混合过程中,桨叶扭矩呈锯齿状波动变化,随着颗粒相的加注,扭矩逐渐增大;固体颗粒相加注流量小幅增大时,扭矩变化较小;加注流量大幅增大时,扭矩增幅可达90%。连续加料混合过程中远心桨的扭矩值持续上升,最终平均值可达初始阶段的19倍。所得成果可为固体推进剂的混合工艺效率提升和安全性研究提供参考。 展开更多
关键词 固体推进剂药浆 行星叶轮 颗粒加注动态过程 Mixture多相流模型
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履齿结构对深海沉积物扰动分析 被引量：1
8
作者 胡琼 王洋洋 +1 位作者 欧雨佳 朱静妍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1127-1134,共8页
为探究集矿车在行进过程中履带运动对深海沉积物的扰动机理,并建立适用于机械结构与沉积物作用的仿真模型,结合水槽实验和模拟分析,设定对照试验,研究机械结构运动对沉积物的扰动作用和羽状流扩散现象。实验与仿真结果表明:偏置一字形... 为探究集矿车在行进过程中履带运动对深海沉积物的扰动机理,并建立适用于机械结构与沉积物作用的仿真模型,结合水槽实验和模拟分析,设定对照试验,研究机械结构运动对沉积物的扰动作用和羽状流扩散现象。实验与仿真结果表明:偏置一字形履齿低扰动性能较好,扰动最大速度在1.5 m/s以下;扰动源的下陷深度和转速对水槽中的浊度变化有显著影响,浊度计最大和最小测量值为4 381.3 mg/L和3 073.3 mg/L,相差29.9%,峰值时间相差超过50%。搭建欧拉多相流模型,设定参数和边界条件,仿真与试验结果接近,可用于后续开展小范围内的机械扰动研究。 展开更多
关键词 深海采矿 履齿 沉积物 扰动 水槽实验 欧拉多相流模型 浊度 数值仿真
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沙粒粒径对高比转速离心泵非定常特性的影响 被引量：4
9
作者 欧铭 宋文武 +1 位作者 由丽华 杨敏 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第12期2282-2291,共10页
在离心泵实际运行环境中,固液两相流中存在的沙颗粒会直接影响离心泵运行的效率及稳定性,因此,以一比转速ns=157的离心泵为例,对不同粒径沙粒在泵中的运动特性进行了仿真模拟分析。首先,采用CFturbo及UG等软件对离心泵进行了三维建模及... 在离心泵实际运行环境中,固液两相流中存在的沙颗粒会直接影响离心泵运行的效率及稳定性,因此,以一比转速ns=157的离心泵为例,对不同粒径沙粒在泵中的运动特性进行了仿真模拟分析。首先,采用CFturbo及UG等软件对离心泵进行了三维建模及优化处理,使用ICEM软件对模型进行了全流域网格划分,使其达到了计算精度要求;然后,利用ANSYS商业软件进行了计算前处理,再结合Mixture多相流模型与Finnie磨损模型设计了五种不同沙粒粒径,并对其进行了全流道仿真模拟;最后,根据仿真计算结果分析了不同粒径沙粒在泵流道中的运动分布、磨损情况及其对泵的瞬态影响。研究结果表明:在粒径为0.04 mm~0.2 mm范围内,沙粒直径每增大0.04 mm,泵扬程降低1.3%左右,效率降低0.6%~1.5%;沙粒主要聚集在叶片吸力面外侧尾缘处、泵前盖板、蜗壳隔舌处,且其浓度与沙粒粒径大小呈正比关系;沙粒粒径每增加一个梯度,其在吸力面分布面积将增加约5%,最高占叶片面积约35%;由于结构差异,在蜗壳流道内,低直径沙粒更容易悬浮在流道中造成聚集,在叶轮流道中较大直径的沙粒会由于摩擦力而聚集;以粒径0.08 mm为界,小直径沙粒引起的压力脉动幅值与径向力增长的速率均小于大直径沙粒。 展开更多
关键词 离心泵 固液两相流 沙粒运动分布 磨损状况 运动特性 Mixture多相流模型 Finnie磨损模型
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天然气水合物固态流化开采井筒多相流动模型 被引量：3
10
作者 欧阳勇 张更 +3 位作者 黄洪林 李军 杨宏伟 安锦涛 《石油机械》 北大核心 2024年第7期1-9,共9页
为了研究水合物浆体输送过程中水合物分解规律与井筒多相流动特征,基于气-液-固三相的质量、动量和能量守恒方程,考虑水合物分解引起的相间传热和传质,结合双层连续管开采水合物的工艺特点,建立了水合物相变条件下全瞬态非等温气-液-固... 为了研究水合物浆体输送过程中水合物分解规律与井筒多相流动特征,基于气-液-固三相的质量、动量和能量守恒方程,考虑水合物分解引起的相间传热和传质,结合双层连续管开采水合物的工艺特点,建立了水合物相变条件下全瞬态非等温气-液-固多相流动模型。基于MWD实测温度数据对模型的准确性进行了验证。利用模型分析了水合物浆体输送过程中,井筒温度、井筒压力、水合物分解速率与各相体积分数随开采时间变化的规律。模拟结果表明:在开采前2 h内,水合物分解速率较为缓慢,管内各相体积分数变化较小;随着开采时间的延长,管内各相体积分数发生显著变化;在开采约5 h后达到稳定状态,此时井口气相体积分数约为40%;此外,在井下举升泵位置处,固-液相体积分数均发生显著突变。研究结果对深入了解水合物开发过程中的多相流动规律具有一定的参考价值,有助于水合物开采技术的进一步发展。 展开更多
关键词 天然气水合物 多相流动模型 水合物分解速率 双层连续管 相体积分数
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煤粉富氧燃烧CO_(2)富集特性与NO_(x)生成量模拟预测研究 被引量：2
11
作者 严祯荣 钟布依 +5 位作者 胡超 张涛 何翔 夏杰 滕澜 笪耀东 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期632-640,共9页
分析了富氧下的煤粉燃烧特性、CO_(2)富集特性和NO_(x)生成特性,并模拟了CO_(2)富集和NO_(x)生成量的协同控制趋势。结果表明:与空气燃烧相比,富氧燃烧条件下CO_(2)富集分布与NO_(x)体积分数分布是负协同效应;不同O_(2)/CO_(2)体积分数... 分析了富氧下的煤粉燃烧特性、CO_(2)富集特性和NO_(x)生成特性,并模拟了CO_(2)富集和NO_(x)生成量的协同控制趋势。结果表明:与空气燃烧相比,富氧燃烧条件下CO_(2)富集分布与NO_(x)体积分数分布是负协同效应;不同O_(2)/CO_(2)体积分数比的富氧下,随着O_(2)体积分数的增加,炉膛出口的CO_(2)体积分数和NO_(x)体积分数都先上升到最大值后稍微下降,呈正协同效应,但出现拐点的O_(2)体积分数不同;CO_(2)富集到一定程度时,能有效抑制NO_(x)的生成量;在富氧条件下,可实现炉膛出口的高CO_(2)富集与低NO_(x)生成量的协同控制技术。 展开更多
关键词 富氧燃烧 多相流动 CO_(2)富集特性 低NO_(x)排放 模型预测
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铜闪速熔炼多相流模型化研究进展 被引量：5
12
作者 姜保成 郭学益 +2 位作者 王亲猛 王松松 陈建儒 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期207-228,共22页
铜闪速熔炼具有高处理量、高富氧浓度、高冶炼效率和低环境污染的优势,已在世界范围内广泛推广应用,深入研究闪速熔炼过程中的物理化学现象和原理具有重要意义。然而,闪速炉内多相流间相互作用及熔炼动力学行为受到多方面因素的共同影响... 铜闪速熔炼具有高处理量、高富氧浓度、高冶炼效率和低环境污染的优势,已在世界范围内广泛推广应用,深入研究闪速熔炼过程中的物理化学现象和原理具有重要意义。然而,闪速炉内多相流间相互作用及熔炼动力学行为受到多方面因素的共同影响,仅依靠生产经验、试验观测和理论分析难以全面解析炉内多相流传质传热过程、获取流体流动特性、揭示气固多相流相互作用规律,阻碍了闪速炉冶炼效能的进一步提升。当下计算流体力学数值模拟发展迅速,正为预测和分析闪速炉内多相流问题提供了高效、准确、直观的帮助。本文在介绍铜闪速炉结构、冶炼原理、理论模型的基础上,阐述了近年来铜闪速熔炼动力学反应机理、炉内流动特性方面模型化的研究成果及发展趋势,全面综述了铜闪速炉在喷嘴、沉淀池、上升烟道、锅炉优化方面的研究成果,为闪速炉生产优化及设计改进提供指导。 展开更多
关键词 闪速炉 多相流 模型化 喷嘴 沉淀池 上升烟道
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气固鼓泡床结构双流体传热模型及其模拟验证
13
作者 赵金鹏 张永民 +3 位作者 兰斌 罗节文 赵碧丹 王军武 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1497-1507,共11页
介尺度结构显著影响非均匀气固复杂系统内的流动传递反应特性。构建了结构双流体传热模型用于模拟复杂气固系统内的流动传热过程,按照流动控制机制将鼓泡床系统划分成由气体主导的气泡相和颗粒主导的乳化相两个相互渗透的连续流体,进而... 介尺度结构显著影响非均匀气固复杂系统内的流动传递反应特性。构建了结构双流体传热模型用于模拟复杂气固系统内的流动传热过程,按照流动控制机制将鼓泡床系统划分成由气体主导的气泡相和颗粒主导的乳化相两个相互渗透的连续流体,进而确立考虑介尺度结构影响的控制方程及本构关系,其中相间曳力、乳化相黏度、相间传热系数及各相热导率均采用合理的经验关联式进行封闭。利用双流体传热模型与显式解析壁面流动和传热边界层方法相结合,对安装加热管的鼓泡床系统进行了模拟。结果表明:结构双流体传热模型可成功预测鼓泡床系统内固含率的轴向分布及床层壁面传热系数的变化规律;模拟结果与实验数据吻合较好,密相区壁面传热系数模拟值与实验值的相对误差小于10%,稀相区壁面传热系数的模拟值与实验值在同一量级,表明结构双流体传热模型可准确刻画鼓泡床系统内气固两相的流动传热特性。 展开更多
关键词 多相流 鼓泡床 介尺度结构 连续介质模型 传热
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气流强化末精煤溜槽脱水流场数值模拟
14
作者 白小军 曾红久 +1 位作者 刘钦聚 王大鹏 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期541-546,共6页
为提高选煤厂工业生产废能回收利用,将加压过滤机压风机运行过程产生的废热用于末精煤溜槽进一步脱水,在末精煤离心机出料溜槽设置矩形进风口(风刀),将废热引入溜槽中干燥精煤。通过SolidWorks建立模型并导入ICEM CFD中进行网格划分,然... 为提高选煤厂工业生产废能回收利用,将加压过滤机压风机运行过程产生的废热用于末精煤溜槽进一步脱水,在末精煤离心机出料溜槽设置矩形进风口(风刀),将废热引入溜槽中干燥精煤。通过SolidWorks建立模型并导入ICEM CFD中进行网格划分,然后导入Fluent中进行边界条件设置后进行数值模拟计算。系统研究了风刀位置、风刀数量、风刀角度和热风速度等因素对于溜槽内部流场的影响,结果表明:在双风刀、风速45 m/s、角度0°、高度600 mm条件下,可以明显优化气流在溜槽内的分布,中心平面Y轴右侧(靠近单风刀侧)距离200 mm处轴向未出现气流速度为0的区域,气流流场的作用较全面且均匀,为利用选煤厂废能提供了基础支撑。 展开更多
关键词 溜槽 多相流 雷诺应力模型 欧拉模型
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基于格子Boltzmann方法的自由能密度模型
15
作者 李若桐 钟兴国 +1 位作者 刘起霖 闻炳海 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期90-99,共10页
基于格子Boltzmann方法的多相流模型具有相界面自动演化、无需边界积分等优势,在模拟复杂多相流系统中获得广泛的研究和应用。本文引入自由能密度计算分子间的相互作用力,提出一种满足热力学一致性和伽利略不变性的多相流模型。使用该... 基于格子Boltzmann方法的多相流模型具有相界面自动演化、无需边界积分等优势,在模拟复杂多相流系统中获得广泛的研究和应用。本文引入自由能密度计算分子间的相互作用力,提出一种满足热力学一致性和伽利略不变性的多相流模型。使用该模型预测气液两相共存密度的结果与理论值吻合得很好,误差值为-0.01~0.01,并且在低温度下优于改进的伪势模型。同时该模型也可以模拟较大密度比的气液系统,液相与气相的密度比可达10^(7)以上。通过两相分离和液滴撞击液膜等一系列数值模拟,验证了该模型符合伽利略不变性。该模型物理清晰、易于实施,能够结合不同状态方程模拟多相流系统,具有较好的实用性和应用前景。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 多相流 自由能模型 自由能密度 大密度比
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基于格子Boltzmann方法的液滴在圆柱壁面上运动过程研究
16
作者 金虎 杨帆 戴梦瑶 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2897-2908,共12页
采用真实流体状态方程的伪势格子Boltzmann方法大密度比多相流模型,模拟了重力作用下的单液滴在圆柱壁面上的运动过程。计算结果表明,随着圆柱壁面疏水性沿重力方向逐渐增强,液滴运动过程可分为铺展和滑落两个阶段。壁面浸润性分布及其... 采用真实流体状态方程的伪势格子Boltzmann方法大密度比多相流模型,模拟了重力作用下的单液滴在圆柱壁面上的运动过程。计算结果表明,随着圆柱壁面疏水性沿重力方向逐渐增强,液滴运动过程可分为铺展和滑落两个阶段。壁面浸润性分布及其变化率均会影响液滴运动过程,当液滴运动至圆柱下半部分时,其平均速度、最大速度、附着长度和液滴高度等参数随时间变化开始发生分化。此外,当液滴开始及完全运动至圆柱下半部分时,其所受附着力的水平及垂直分量分别达到最大。这些发现为深入理解液滴在圆柱壁面上的运动特性提供了重要的理论支持。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 伪势模型 液滴 圆柱壁面 浸润性分布 多相流 数值模拟 计算流体力学
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填充流化床集成水煤气变换与二氧化碳矿化的模拟分析
17
作者 常麒 葛蔚 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4237-4253,共17页
提出了在填充流化床中以矿物碳酸化(MC)原位封存水煤气变换反应(WGSR)制备H2副产CO_(2)的连续操作新工艺。除了借助WGSR的高温、高压、高湿环境强化MC,吸收剂粉末流化通过WGSR催化剂填充床的连续分离可应对产物层增厚导致的MC吸收速率... 提出了在填充流化床中以矿物碳酸化(MC)原位封存水煤气变换反应(WGSR)制备H2副产CO_(2)的连续操作新工艺。除了借助WGSR的高温、高压、高湿环境强化MC,吸收剂粉末流化通过WGSR催化剂填充床的连续分离可应对产物层增厚导致的MC吸收速率快速衰减。基于晶粒尺度溶解扩散MC模型和WGSR表观动力学建立了该反应器的一维稳态活塞流模型,以此分析了750 MW整体气化联合循环(IGCC)装置中应用此新工艺的技术经济性。基于模拟获得的CO_(2)、MC吸收剂粉末转化率及给定能耗、碳税等计算CO_(2)减排费用表明:将MC吸收剂的碳酸化产物作为水泥辅助性凝胶材料(SCM)产生附加值是此技术商业化的前提;考虑CO_(2)、MC吸收剂粉末转化率与研磨能耗,宜采用10μm左右的MC吸收剂细粉末。 展开更多
关键词 多相反应器 制氢 水煤气变换 二氧化碳捕集 矿化 填充流化床 活塞流模型 整体气化联合循环
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低矮建筑风驱雨压分布特性及其机理分析
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作者 戴成元 陈小宇 +1 位作者 张浩 孙芳锦 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期455-463,共9页
采用欧拉-欧拉多相流模型,在利用实测数据验证数值方法的基础上,对TTU单体低矮建筑进行在风雨共同作用下的风雨场模拟,对比分析9种风驱雨工况下风速和雨强与低矮建筑迎风墙面最大风驱雨压之间的关系;对群体低矮建筑在不同布局、不同间... 采用欧拉-欧拉多相流模型,在利用实测数据验证数值方法的基础上,对TTU单体低矮建筑进行在风雨共同作用下的风雨场模拟,对比分析9种风驱雨工况下风速和雨强与低矮建筑迎风墙面最大风驱雨压之间的关系;对群体低矮建筑在不同布局、不同间距的工况下进行风驱雨压数值模拟,分析WDR雨压分布特性及气动干扰效应下群体建筑风驱雨压特性存在差异的主要原因。基于风雨流场对风驱雨压特性的机理分析可知,气流在前后排建筑之间形成漩涡,风驱雨压在等高区域较单体有所减小,两侧明显增加;气流在左右列建筑之间进行交汇,气流挤压造成建筑内侧风驱雨压高于建筑外侧。单、群体低矮建筑的最大WDR荷载可分别达到纯风荷载的13.39%、 30.03%。结果表明:风雨场中的雨相附加荷载不容忽视,在结构设计时应考虑建筑顶部的荷载验算,提高设计强度。此外,群体建筑布局应适当增加安全间距,避免气流阻塞效应造成的不利影响。 展开更多
关键词 风驱雨压 风速流场 欧拉-欧拉多相流模型 数值模拟 低矮建筑
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多相流全瞬态温度压力场耦合模型求解及分析 被引量：24
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作者 何淼 柳贡慧 +3 位作者 李军 李梦博 查春青 李根 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期25-32,共8页
为准确掌握高温高压条件下环空多相流的流动特性,基于井筒多相流、传热学理论,充分考虑循环流体物性参数随温度压力的变化,建立了适用于深井、超深井的井筒多相流全瞬态温度压力场耦合模型,并提出了迭代求解算法,以塔里木油田某深井为... 为准确掌握高温高压条件下环空多相流的流动特性,基于井筒多相流、传热学理论,充分考虑循环流体物性参数随温度压力的变化,建立了适用于深井、超深井的井筒多相流全瞬态温度压力场耦合模型,并提出了迭代求解算法,以塔里木油田某深井为例分析了井筒瞬态温度、压力耦合变化规律。结果表明:循环8h后井底钻井液的密度由1 360kg/m3升至1 460kg/m3,塑性黏度由8.6mPa·s升至13.8mPa·s;开始循环时井底压力迅速降低,循环0.2h时降至最低,然后逐渐升高,最后趋于稳定;井底钻井液的密度和塑性黏度随循环时间增长而增大;气侵量对井底压力的影响最大,钻井液地面密度、排量、井口回压次之,钻井液地面塑性黏度的影响最小。分析结果可为深井、超深井水力参数设计提供理论指导。 展开更多
关键词 多相流 温度 压力 耦合 物理模型 数学模型
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孔隙网络模型在渗流力学研究中的应用 被引量：11
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作者 王克文 关继腾 +2 位作者 范业活 侯建 孙建孟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期353-360,共8页
孔隙网络模型广泛地用于同多孔介质有关的微观模拟中.本文简介了利用网络模型研究储层渗流规律的基本思想、主要步骤以及网络模型同其它微观模型相比较的优缺点,总结了在微观渗流研究中使用的两大类网络模型(准静态网络模型和动态网络模... 孔隙网络模型广泛地用于同多孔介质有关的微观模拟中.本文简介了利用网络模型研究储层渗流规律的基本思想、主要步骤以及网络模型同其它微观模型相比较的优缺点,总结了在微观渗流研究中使用的两大类网络模型(准静态网络模型和动态网络模型)的特征及其适用范围,综述了目前网络模型在研究渗流中的应用现状以及国内外研究比较活跃的几个方面,最后分析了网络模型今后的发展趋向. 展开更多
关键词 多孔介质 网络模型 多相流 微观模拟 综述 孔隙网络模型 渗流规律 力学研究 应用 动态网络模型
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