收藏本站
《清华大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

槽道内可吸入颗粒物近壁运动的直接数值模拟

李光辉  
【摘要】:可吸入颗粒物危害人类健康,是目前我国大部分城市的主要污染物之一。因此,研究可吸入颗粒物的运动规律对其脱除工作具有非常重要的意义。本文采用直接数值模拟(DNS)方法对可吸入颗粒物的运动规律进行了研究,所得到的结果为以后进一步研究提高可吸入颗粒物的脱除效率等工作提供了基础。 在以前的气固两相流动的数值研究中,一般采用湍流模型来模拟湍流流场,这对于大颗粒是比较适用的。但是,当颗粒直径远小于湍流的最小涡尺度时,这种方法就不能准确模拟出颗粒的运动。而直接数值模拟(DNS)不引入任何湍流模型,直接对N-S方程进行数值求解,可以求解出包含脉动尺度在内的不同尺度的瞬时速度场,已经被广泛的应用到了对微小颗粒的数值模拟中。 本文对三维槽道两相流动进行了数值模拟。首先对于三维不可压缩无温差的槽道流动进行了直接数值模拟,采用Lagrangian方法跟踪颗粒的运动,颗粒的直径分别为1微米、2.5微米、10微米、20微米和100微米。发现了颗粒在近壁面附近浓度高的颗粒局部富集现象,同时槽道中心附近颗粒浓度较低,并且对不同直径的颗粒浓度分布在空间上的差异进行了讨论。 然后在壁面温差为130℃和180℃情况下,模拟以上5种颗粒在热泳力作用下的运动规律和沉积规律,并且与温差为0℃的结果进行了比较。数值模拟的结果表明,相同的温差对于不同粒径颗粒的影响不同,较小的颗粒受热泳力的影响更大;同时,随着温差的增大,颗粒受到的热泳力也随着增大,热泳力对于颗粒的影响也越大。 本文最后考虑颗粒间的相互碰撞,对粒径为1微米、2.5微米和10微米的颗粒在存在壁面温差的槽道中的运动进行了数值模拟。数值模拟结果表明,可吸入颗粒间的碰撞易于发生在颗粒浓度较高以及湍流动能较大的区域内,而在其它区域内,碰撞发生的概率很小。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X513

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈晓乐;钟文琪;金保昇;;可吸入颗粒污染物在下呼吸道运动和沉积规律的数值模拟[J];东南大学学报(自然科学版);2011年02期
2 叶晓君;何维;李恒真;刘刚;;低风速条件下污秽颗粒在电力外绝缘近表面的动力模型研究[J];电瓷避雷器;2012年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 白振霄;湍流通道内柴油机排气微粒运动特性的研究[D];北京交通大学;2011年
2 周莎莎;大涡模拟在处理水电工程砂石废水的旋流沉砂池中的研究[D];天津大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张,由长福,徐旭常;循环床内气固两相流中稠密颗粒间碰撞的数值模拟[J];工程热物理学报;1998年02期
2 贺铸,柳朝晖,郑楚光;三维均匀各向同性两相湍流的直接模拟[J];工程热物理学报;2003年04期
3 傅德薰,马延文,张林波;可压混合层流动转捩到湍流的直接数值模拟[J];中国科学(A辑);2000年02期
4 樊建人,罗坤,金晗辉,岑可法;直接数值模拟三维气固两相混合层中颗粒与流体的双向耦合[J];中国电机工程学报;2003年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 薛元;细颗粒在流动与温度边界层中的运动规律研究[D];清华大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王虎;李少华;袁斌;郭婷婷;;不同入射角横向紊动射流流场的数值模拟[J];东北电力大学学报;2006年04期
2 张玲;连虎;李少华;;气膜冷却流场传热特性的数值分析[J];东北电力大学学报(自然科学版);2008年06期
3 刘向军,徐旭常;稠密气固两相流动过程模拟的改进模型与应用[J];动力工程;2004年02期
4 王兵;;大涡模拟与直接模拟研究稀疏气固两相湍流规律综述[J];工程力学;2009年11期
5 刘向军,潘小兵,徐旭常;循环流化床内颗粒团运动的数值模拟[J];工程热物理学报;2002年05期
6 王淑彦;李鑫;刘永建;宋承毅;王春生;闫继峰;;循环流化床内颗粒团聚物流动特性的DSMC-LES模拟[J];工程热物理学报;2010年10期
7 孙慧娟;白博峰;张海滨;刘利;;喷嘴入射方式对气体-液滴群掺混的影响[J];固体火箭技术;2009年05期
8 刘欢鹏;刘玉成;李巍;;DSMC-LES方法数值模拟鼓泡流化床内气泡和颗粒流动行为[J];高校化学工程学报;2006年02期
9 潘宏禄;程晓丽;马汉东;;气动光学效应研究中非定常流场模拟与分析[J];飞航导弹;2012年07期
10 刘欢鹏,王淑彦,陆慧林,刘文铁,沈志恒;DSMC-LES方法研究循环流化床内颗粒团聚物的流动特性[J];化工学报;2005年07期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 傅德薰;马延文;李新亮;王强;;剪切湍流的数值模拟及可压缩效应[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
2 张玲;李少华;朱励;郭婷婷;;旋转叶片气膜冷却孔间冷却死区的数值研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
3 刘欢鹏;刘文铁;陆慧林;沈志恒;何玉荣;;直接模拟蒙特卡罗方法研究循环流化床内颗粒聚团的流动[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
4 魏耀东;时铭显;;垂直气固两相流动体系中气固两相之间的协同效应探讨[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
5 傅德薰;马延文;;湍流的直接数值模拟及可压缩效应[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年
6 傅德薰;马延文;;湍流的直接数值模拟及可压缩效应[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 栗晶;水平槽道气固两相湍流变动的PIV实验研究和直接数值模拟[D];华中科技大学;2010年
2 闫洁;三维气固两相平板间射流中相间耦合作用的直接数值模拟[D];浙江大学;2009年
3 王则力;多相流全尺度直接数值模拟方法及应用[D];浙江大学;2010年
4 姚建林;气体钻井环空流场分析及岩屑对管柱的冲蚀特性研究[D];上海大学;2011年
5 韩健;高超声速尖锥边界层流动稳定性的子波分析与互双谱分析[D];天津大学;2010年
6 郝振华;粗糙颗粒动理学及流化床气化炉的数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 熊源泉;气固喷射器输送特性的试验研究及其三维数值模拟[D];东南大学;2003年
8 张晓东;泄洪洞高速水流三维数值模拟[D];中国水利水电科学研究院;2004年
9 刘敏;稠密气固两相流动中颗粒聚集现象的研究[D];清华大学;2004年
10 于勇;两相流动气体湍流变动模型和稠密两相湍流模型的研究[D];清华大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白振霄;湍流通道内柴油机排气微粒运动特性的研究[D];北京交通大学;2011年
2 徐士振;热载体与生物质半焦混合颗粒的分离特性研究[D];山东理工大学;2011年
3 白颖华;可燃纳米颗粒爆炸特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 曹昊;循环流化床锅炉二次风射流轨迹及其影响的数值模拟和实验研究[D];上海交通大学;2011年
5 夹良军;300MW CFB锅炉炉膛密相区流化均匀性及磨损研究[D];上海交通大学;2011年
6 蔡芬;细粉加料装置料腔内气固两相流场的数值模拟分析[D];华中科技大学;2011年
7 王美巧;油泥与煤的混合滤饼燃烧过程的数值模拟与分析[D];辽宁工程技术大学;2011年
8 罗驰;蝶阀变径与相似性研究[D];浙江大学;2011年
9 杲东彦;虹吸式出水流道三维紊流数值模拟及优化试验研究[D];扬州大学;2003年
10 李满枝;DSMC方法在循环流化床中的数值模拟[D];西北工业大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王婷婷;马庆元;郭继平;;平板层流边界层近似速度分布计算方法的改进[J];鞍山科技大学学报;2006年06期
2 钟丽,黄雄斌,贾志刚;用CFD研究搅拌器的功率曲线[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年05期
3 钟丽,黄雄斌,贾志刚;固-液搅拌槽内颗粒离底悬浮临界转速的CFD模拟[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年06期
4 王振松,李良超,黄雄斌;固-液搅拌槽内槽底流场的CFD模拟[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年04期
5 刘向民,方茂东;柴油机后处理技术的研究现状和发展趋势[J];柴油机;2003年06期
6 贺博;林辉;;绝缘子污秽闪络的研究现状及思索[J];电瓷避雷器;2006年02期
7 邱志贤;;关于污秽条件下交流绝缘子选取中的修正因数[J];电瓷避雷器;2009年06期
8 孙廷玺;张振旗;;湿沉降对珠海地区输电线路外绝缘的影响[J];电瓷避雷器;2010年06期
9 胡建新,夏智勋,刘君;颗粒轨道模型中颗粒跟踪与定位算法研究[J];弹道学报;2005年01期
10 高航;2001年初河南电网发生污闪事故的原因与防范措施[J];电网技术;2001年10期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王海刚;旋风分离器中气—固两相流数值计算与实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2003年
2 闵健;搅拌槽内宏观及微观混合的实验研究与数值模拟[D];北京化工大学;2005年
3 李孔清;室内超细悬浮颗粒模型及算法研究[D];湖南大学;2007年
4 付峥嵘;气溶胶颗粒在通风空调风管系统中沉降规律的研究[D];湖南大学;2007年
5 郑鸿翱;吸烟所致慢性阻塞性肺疾病发生机制的研究[D];汕头大学;2008年
6 杨锋苓;偏心搅拌槽内宏观不稳定性的分离涡模拟及实验研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李涛;处理砂石废水的旋流沉砂池内高浓度固液两相流数值模拟[D];天津大学;2010年
2 陈云;旋流燃烧器内气固两相流动数值试验的研究[D];浙江大学;2002年
3 吉开俊;大气质量指数在防污闪工作中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
4 薛元;细颗粒在流动与温度边界层中的运动规律研究[D];清华大学;2002年
5 蒋文韬;新型高效旋流沉砂池的模型试验研究[D];合肥工业大学;2006年
6 刘芳;高固含搅拌槽内固液悬浮特性及流动场的数值模拟[D];北京化工大学;2006年
7 李慧;固—液分离用水力旋流器的三维数值模拟研究[D];郑州大学;2006年
8 王卫国;圆柱水力旋流器内液固两相流的数值模拟[D];山东大学;2006年
9 王柏秋;水力旋流器内部流场数值模拟及分离效率研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 刘云卿;柴油机微粒捕集器内气粒两相流动特性的数值研究[D];湖南大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 敬存婷;煤烟型大气污染与幼儿呼吸系统症状及疾病相关分析[D];重庆医科大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 樊建人,郑友取,岑可法;三维气固两相混合层湍流拟序结构的直接数值模拟[J];工程热物理学报;2001年02期
2 张政,谢灼利;流体-固体两相流的数值模拟[J];化工学报;2001年01期
3 王光华,刘宝杰,刘涛,高歌;利用PIV技术对非光滑表面湍流边界层的实验研究[J];航空学报;1999年05期
4 杨勇林,汪展文,金涌,俞芷青;循环流化床下行管内气固两相流流体力学模型与数值模拟[J];化学反应工程与工艺;1995年03期
5 王强,傅德薰,马延文;可压缩平面混合层稳定性数值计算[J];计算物理;1997年Z1期
6 王磊,郝金波,李争起,孙锐,吴少华,秦裕琨;应用PDA测量多重旋转气固两相流流场[J];流体机械;1999年09期
7 邱建荣,马毓义;用PDA测量两相湍流流场时固体粒子的选择[J];气动实验与测量控制;1994年01期
8 傅德薰,马延文;时间发展平面混合流的三维演化[J];力学学报;1998年02期
9 李玲,李玉梁;应用基于RNG方法的湍流模型数值模拟钝体绕流的湍流流动[J];水科学进展;2000年04期
10 马仲明,孙家,侯庆文,靳世久;激光相位多普勒(PDA)超高速信号处理器的研制[J];仪器仪表学报;1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张力;旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D];重庆大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐恩;;陶瓷生产区空气中PM_(10)、PM_(2.5)和PM_1质量浓度的变化特[J];环境;2006年S1期
2 宋华旸;冯伟;;北京市扫路机作业扬尘监测与分析[J];环境卫生工程;2009年02期
3 刘泽常;刘玉堂;侯鲁健;王兆军;;济南市可吸入颗粒物时空变化规律研究[J];山东建筑大学学报;2010年01期
4 刁永发;沈猛;顾平道;邹钺;;燃煤可吸入颗粒物及重金属汞控制技术研究进展[J];东华大学学报(自然科学版);2010年01期
5 张永;刘玉敏;郭新彪;;室内外PM_(2.5)质量浓度(重量法)的Meta分析[J];首都公共卫生;2010年05期
6 邵龙义,时宗波,黄勤;都市大气环境中可吸入颗粒物的研究[J];环境保护;2000年01期
7 谈立峰,陈小岳,刘海荣,秦黎霞,陈红春,刘仁泉;光散射法替代滤膜称重法在公共场所空气可吸入颗粒物监测中的应用研究[J];中国公共卫生;2000年11期
8 易颖林;株洲市空气质量排名第九的思考与对策[J];株洲师范高等专科学校学报;2005年02期
9 张桂芹;刘泽常;王磊;;可吸入颗粒物产生机理的研究[J];环境与可持续发展;2006年02期
10 刘章现;王国贞;刘林洪;;大中型商场空气中PM_(10)和PM_(2.5)污染水平分析[J];环境与健康杂志;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐旭常;;我国城市空气的燃烧源可吸入颗粒物的污染与防治(摘要)[A];中国科协2003年学术年会大会报告汇编[C];2003年
2 冯喜媛;高枞亭;药明;;长春市可吸入颗粒物PM_(10)分布及其与气象因子的相关分析[A];第十届全国气溶胶会议暨第六届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集[C];2009年
3 向银花;王小刚;赵增立;李海滨;;燃烧源中可吸入颗粒物的研究进展[A];2004年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2004年
4 马雁军;王扬锋;刘宁微;洪也;;辽宁中部城市群可吸入颗粒物PM_(10)、PM_(2.5)的污染水平[A];第十届全国气溶胶会议暨第六届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集[C];2009年
5 周平;吴承伟;;多孔电极中的气水两相微观渗流[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 吕森林;邵龙义;Merolla L;吴明红;焦正;Jones T;;城市可吸入颗粒物(PM_(10))对质粒DNA损伤的研究——以北京市PM_(10)为例[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
7 郭学森;商华杰;吴晓澍;张振乾;黄川;李显刚;;某学院食堂空气中可吸入颗粒物浓度的实测与分析[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
8 孙永进;姜常珍;徐立军;;电阻层析成像(ERT)两相流检测激励源对比分析[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
9 王海英;郭琳;;离子色谱法测定石家庄环境空气中可吸入颗粒物水溶性成分[A];第11届全国离子色谱学术报告会论文集[C];2006年
10 林建忠;;柱状粒子两相流研究概述[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张庆源;奥运空气[N];21世纪经济报道;2007年
2 记者 朱竞若 王明浩;北京可望有更多蓝天[N];人民日报;2011年
3 叶滨;2007年哈市“好天”又增加两天[N];哈尔滨日报;2008年
4 记者 张楠;鹤城天蓝水清空气新[N];齐齐哈尔日报;2010年
5 记者 罗兵;改进大气环境质量评价体系[N];中国质量报;2011年
6 记者 薛秀泓;我国将建区域污染联防制度[N];中国改革报;2006年
7 田洋实习生 于芮;优良空气全年300天以上[N];贵州日报;2007年
8 记者  芦燕娟 实习生 王子明;今年我市“创模”重点破“难”[N];济南日报;2006年
9 张淼淼;环保专家对北京奥运期间空气质量有信心[N];新华每日电讯;2008年
10 记者 李晓萌;机动车明年分级限行[N];长江日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕红;方形颗粒两相流的直接数值模拟[D];重庆大学;2011年
2 李德波;气固两相剪切流动大规模并行直接数值模拟研究[D];浙江大学;2011年
3 刘彦飞;哈尔滨市可吸入颗粒物物理化学特征及生物活性研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
4 顾卫国;表面活性剂减阻流体减阻机理的实验与直接数值模拟研究[D];上海交通大学;2010年
5 李灿;地板送风系统室内可吸入颗粒物分布及二次悬浮特性研究[D];湖南大学;2010年
6 陈鑫蔚;三维气固两相混合层中相间耦合作用的直接数值模拟[D];浙江大学;2012年
7 冀海峰;小波分析技术在两相流检测中的应用研究[D];浙江大学;2002年
8 周哲;存在半球粗糙元的发展平板边界层流动中的颗粒输运的直接数值模拟研究[D];浙江大学;2010年
9 王雷;电容层析成像系统的研制及其在两相流参数检测中的应用研究[D];浙江大学;2003年
10 马银亮;高浓度气固两相流的数值模拟研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李光辉;槽道内可吸入颗粒物近壁运动的直接数值模拟[D];清华大学;2005年
2 李名家;新型除尘器的理论分析及实验研究[D];中国舰船研究院;2004年
3 聂文平;涡轮式超细分级机分级流场的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2004年
4 马静颖;可吸入颗粒物的静电迁移行为及其理化特性研究[D];浙江大学;2002年
5 武辉;太康市大气中PM_(10)及PPAHs的监测与分析[D];太原理工大学;2002年
6 王宏亮;轴流式油气混输泵单个压缩级叶轮流场CFD模拟分析[D];兰州理工大学;2005年
7 丁德智;新型油水分离装置的研制[D];大连海事大学;2003年
8 王俊;电导式纵向多极阵列油/水两相流测量方法研究[D];天津大学;2004年
9 曹勇;绝热毛细管两相流特性与实验研究[D];浙江大学;2005年
10 葛李;信息处理技术在气固两相流检测中的应用[D];广东工业大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026