双循环流化床颗粒分布特性的三维数值模拟

基于欧拉多相流模型对双循环流化床内气固流动进行三维数值模拟.结果表明:空气反应器与燃料反应器内x轴方向径向颗粒浓度分布均因连通结构的影响而具有明显不对称性.改变燃料反应器流化气量,x轴正向近壁面区域颗粒浓度随流化气量的增加迅速减小并在流化气量达到12.5 m³/h后趋于稳定, x轴负向近壁面区域颗粒浓度随流化气量先增大后减小随后再次增大,而z轴正向与负向近壁面区域颗粒浓度随流化气量增大而减小.     

大型循环流化床环形炉膛中气固流动特性的CPFD数值模拟

环形炉膛理论上可有效解决大型循环流化床中二次风穿透不足的问题,其内外环壁面的设计也为更多的受热面提供了充足的空间,是一个具有明显优势的新型炉膛结构.本文使用CPFD数值模拟方法,对循环流化床环形炉膛冷态实验台内气固流动特性进行研究.模拟得到的炉内轴向压力分布和返料流率均与实验结果吻合较好.在此基础上分析炉内气固流动特性以及炉膛出口气固流动不均匀性,研究结果为环形炉膛的设计优化提供有价值的信息.     

海啸灾害的数值模拟研究

海啸的数值模拟研究在帮助理解海啸自然灾害的物理特性及预防减灾方面具有重要意义．总结了当前海啸数值模拟的常用方法,包括对它们物理特性的描述,物理过程的划分,不同过程所采用的控制方程,常用的数值模拟方法,及模拟的重点和难点．在此基础上,介绍了当 前国际上有影响力的一些海啸数值模型,及其实现方法与特点,对于研究者开展自己的研究具有借鉴意义．     

气泡脱离基板规律的数值模拟

气泡从基板上脱离的运动规律,对于研究核态沸腾的机理及相变传热有着重要意义。利用Level Set方法建立二维轴对称非稳态模型对该问题进行数值模拟,获得气泡在浮力、黏性力、惯性力与表面张力共同作用下的运动规律,分析不同Re数、Bo数和表面润湿性对气泡脱离基板规律的影响,并获得气泡从基板脱离时的临界参数。结果发现,当Re数增大,气泡上升的惯性力就增大,气泡越容易脱离;当Bo数增加,气泡会从完全脱离转变为部分脱离;随着表面润湿性的降低,气泡与基板的接触面积增大,气泡与基板及附近液体的作用力就增大,越难以脱离。     

复合材料凝固过程应力场的数值模拟

基于有限元软件ANSYS对复合材料的凝固过程的应力场进行了数值模拟。获得了复合材料在凝固过程中不同时刻的应力场,以及在凝固过程中热应力集中的区域,之后将模拟的工艺参数运用到实际的铸造实验,实验的结果比较良好,说明数值模拟技术对复合材料的凝固过程工艺提供了可靠的理论指导。     

基于Abaqus平面刚架的数值模拟

以工程力学理论和有限元理论为基础,研究平面刚架结构在受特定载荷下的位移问题。通过理论分析计算和Abaqus有限元数值模拟,计算出位移结果,同时研究了刚架结构中载荷与位移的关系。     

冷藏集装箱内温度场的数值模拟与实验

为更深入地了解货物堆码方式对集装箱内温度场的影响,以下送风20英尺机械式冷藏集装箱为研究对象,通过建立3D紊流模型,对非稳态下箱内动态温度分布情况进行模拟.在装载量不变的情况下,采用CFD模拟4种工况下的箱内温度分布情况.模拟结果表明:货物左右对称堆码方式的温度场分布情况优于货物整体堆码方式的情况;合理地控制货物堆码高度及货物与箱壁侧面间隙可以有效防止湍流现象的发生;高温区域主要出现在门端偏后处和集装箱的拐角处.模拟结果与实验结果有良好的一致性,对冷藏集装箱内货物堆码方式的选择具有指导和借鉴意义.     

贯通巷道中流场的数值模拟研究

根据流体动力学基本理论,确定了贯通巷道中风流流动的三维湍流模型,分析了计算边界条件,并结合实际应用Fluent计算流体力学软件模拟了贯通巷道中的三维流场,得出了巷道中典型截面的流场规律。模拟解算结果表明:在巷道中靠近壁面处风速较低且流场不稳定,风速分布很不均匀,速度梯度比较大,而巷道轴中心处风速较高且流场较稳定,即,风速分布较均匀,速度梯度较小。     

5356铝合金三辊连轧过程的数值模拟

借助Deform 3D软件对5356铝合金进行9道次热连轧数值模拟,研究了不同轧制速度条件下的轧件温度、等效应力和轧制力的分布情况.结果表明:降低轧制速度,塑性变形热对轧件温度的补偿能力减弱,轧件温度随轧制速度的降低呈现下降趋势,且下降幅度增加;提高终轧速度,轧件接触变形区等效应力随轧件温度的增加而逐渐降低;当终轧速度...     

内圆柱旋转的Taylor-Couette系统中冷水热对流的数值模拟

在内圆柱旋转的具有径向温度梯度的竖直环形腔中对10⁴≤Ra≤10⁶,Re≤150范围内不同密度倒置参数下冷水的热对流开展三维数值模拟研究。环形腔的内外半径比η=0.5,高宽比Γ=8。研究结果表明,在离心力和浮力的共同作用下冷水系统中产生了丰富的三维流态,且与常规Oberbeck-Boussinesq流体的流动特征有明显差异。此外,旋转系统中离心作用导致的流态转变能够显著增强腔体中部的局部传热,进而极大地提高系统整体传热性能。在较高转速条件下,Ra的增加有时会导致系统传热性能呈现非单调变化趋势。     

生物成因煤层气形成的微生物分子生态学研究进展

生物成因煤层气广泛分布于全球煤层气田,是煤层气研究的重点.微生物是生物成因煤层气形成的关键因素.生物成因煤层气相关微生物分子生态学研究,将有助于解析生物成因气的形成机理,促进煤层气的开采和开发,具有潜在的研究和应用价值.本文分析微生物在生物成因煤层气生成中的作用,总结当前国内外关于煤层气田原位微生物多样性研究方面的最新进展,旨在为生物成因气相关微生物多样性研究及煤层气产业的可持续发展提供参考.     

非均质渗透介质纵向弥散度数值模拟估算法适宜性探析

介绍了地下水溶质迁移转化模拟软件MT3DMS中的数值解法MOC、MMOC、HMOC和高阶TVD等的基本原理,分析比较了不同解法所获得的地下水污染时空分布模拟结果的质量误差以及纵向弥散度模拟计算结果异同,并进一步探讨了网格大小与污染源质量浓度对模拟结果的影响等.展现了通过数值模拟估算纵向弥散度的基本过程及其适宜性,重点探析了不同数值解法模拟估算弥散度的适用性.     

液态金属中气泡上升的超声波测速实验研究与数值模拟

通过实验研究与数值模拟方法,研究氩气泡在静止非透明金属流体GaInSn中的上升运动. 实验研究使用超声多普勒测速仪测量气泡上升速度. 数值模拟使用湍流两方程模型,采用VOF方法进行界面捕捉. 气泡上升速度的实验结果和数值模拟结果符合较好. 大气泡在液态金属中的上升运动为小幅度水平方向振荡上升.     

永定河生态修复地下水位主控因素与数值模拟预测不确定性

河流修复中的补水过程, 可导致周围地下水位抬升进而威胁地下工程与环境的安全.地下水预测模型不确定性分析, 可为河流生态修复管理决策提供依据.本文以北京永定河生态修复为例, 采用GMS软件建立了区域地下水流数值模型, 用敏感性分析法对地下水流场的主控因素进行了识别, 进而用蒙特卡洛技术研究并获得模型模拟预测结果的不确定性.本文探讨并提出了大尺度区域地下水预测模型不确定性分析的实用与有效方法.     

稀疏气固两相槽道湍流中颗粒受力的理论和数值分析

从理论分析和数值计算两个方面对稀疏气-固两相湍流中的颗粒所受的各种相间力的相对大小进行研究。颗粒受力由Basset-Boussinesq-Oseen方程描述,同时考虑剪切升力和旋转升力。研究结果表明,在相间力的计算公式适用范围内,通过频率分析和量级分析确定各相间力的相对大小具有较高的准确度。从颗粒所受各相间力随时间变化的模拟结果来看：除拖曳力和重力外,在主流和翼展方向上,Basset力比较重要;而在壁面法向上,拖曳力、剪切升力和Basset力均比较重要。     

湍流模型对微通道内空化流动模拟结果的影响分析

应用4种湍流模型(标准k-ε模型、标准k-ω模型、Transition SST模型和Transition k-kl-ω模型)对微通道内空化流动进行模拟.通过与实验结果对比,分析4种湍流模型在空化流动模拟计算中的预测能力.结果表明:标准k-ω模型预测的流量和空化流型与实验结果最为接近.Transition SST模型和Transition k-kl-ω模型流量预测结果与实验较为吻合,但流型预测误差较大.标准k-ε模型未能预测出空化流动,不适用于低雷诺数下的空化流动计算.     

起伏管道空管投油气液两相流动的数值模拟

输油管道的空管投油是复杂的气液两相管流过程。在地形起伏较为剧烈的地区,管道内复杂的流动状况对投产安全造成威胁,研究其水力规律具有重要意义。采用数值模拟方法,建立起伏管道模型对起伏管道的气液两相流进行模拟,并用软件对管段流场进行实时监控,研究不同类型管道中气液两相流动规律及其影响因素。     

地下水污染物浓度与电阻率映射关系的构建

地球物理方法中的地电方法所获取的地下含水层视电阻率如何转换为地下水中污染物的浓度分布是有待解决的问题。本研究探索基于地下水流动与溶质运移数值模型构建映射关系的方法。从构建的多个已知污染物浓度场出发,通过Archie定律建立地电模型并对其进行地球物理正演模拟来代表野外观测到的电阻率数据,而后通过反演获得视电阻率反演数据分布,最后通过分析污染物浓度与视电阻率反演数据的统计特征来建立映射关系。结果显示地下水浓度场和电阻率之间的映射关系可通过不同的统计方法如线性拟合、多项式拟合来建立,但在不同的模型区域映射关系有所差异,表现出空间差异性。相比于直接采用Archie公式将视电阻率转化为浓度场的方法,线性拟合或多项式拟合所建立的映射关系在映射精度方面都具有明显优势。两者在多数情况中的应用效果类似,但在部分区域渗透系数较小（例如：渗透系数k=28m/d）的情况下,多项式拟合的映射关系应用效果优于线性拟合的映射关系。总体而言,本研究所构建的基于地下水模型的映射方式比直接采用Archie公式的方法更为精确,并且能获取更多的场域整体信息,可配合钻孔取样监测在地下水污染调查方面发挥作用。