收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

粗糙颗粒气固两相流多尺度模拟

边伟  
【摘要】:气固两相流是一个非线性、非平衡系统,具有复杂的非均匀介尺度结构,EMMS范式是解决这类介尺度问题的重要手段,实现虚拟过程工程(Virtual process engineering,简称VPE)是对这类介尺度问题进行模拟的工程应用目标。然而,EMMS范式的成功实施、VPE的最终实现离不开对多尺度模拟方法的使用,其中比较典型的有双流体模型(Two-fluid model,简称TFM)和离散颗粒法(Discrete particle method,简称DPM)。为TFM模拟和DPM模拟选用准确度较高的封闭模型,比如固相应力模型(仅应用于TFM模拟)和气固相间曳力封闭模型(同时应用于TFM模拟和DPM模拟),提高TFM模拟和DPM模拟的准确性,无论对辅助工业实践还是对探究气固两相流的流动规律,都有重要意义。本论文为提高模拟准确性,首先修改针对光滑颗粒的程序以使其可以模拟更为真实的粗糙颗粒气固两相流,然后使用这套程序在Geldart D颗粒浓相鼓泡床的背景下以尺度相对最小的DNS数据为参照标准,对尺度相对较大的DPM模拟、TFM模拟所使用的封闭模型,尤其是对会给模拟结果带来很大影响的气固相间曳力系数关联式展开了一系列的评估与探讨。本论文的具体内容如下:论文第一章总结了粗糙颗粒气固两相流数值模拟的研究进展,从表达形式与来源方式两个角度概述了不同气固相间曳力系数关联式,介绍了模型对比在评估固相应力模型有效性、开发新封闭模型等方面所起的作用。第二章在实现粗糙颗粒TFM模拟程序后,利用模型对比的方式系统详细地对比了粗糙颗粒鼓泡床模拟结果和光滑颗粒鼓泡床模拟结果,说明了实现粗糙颗粒气固两相流数值模拟的必要性以及所改得的粗糙颗粒TFM模拟程序的有效性。第三章以已有工作中的DNS数据和实验数据为标准,详细对比了相同工况下使用十四种不同气固相间曳力系数关联式的DPM模拟结果和TFM模拟结果。研究发现这十四种气固相间曳力系数关联式均无法准确复现DNS的模拟结果,同时也发现TFM模拟所使用固相应力模型在某些情况下会导致模拟结果失真。第四章以已有工作中的DNS数据和实验数据为标准,采用模型对比的方式系统考察了考虑状态变量涨落(颗粒温度或固相体积分数涨落)的气固相间曳力系数关联式对提升DPM模拟和TFM模拟结果准确性的作用,发现这些模型只能给计算出的曳力带来很小的提升,并不足以消除DPM模拟结果、TFM模拟结果和DNS数据之间的差距。最后,总结了本研究所获得的主要成果,给出了获取、使用更加准确的气固相间曳力系数关联式和固相应力模型以及通过模拟多粒径分布颗粒体系、计算流场中热量传递、模拟工业中某实际Geldart D颗粒等操作来使当前工作更具有针对性和指导意义的意见和建议。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 邵明望,奚传棣;球形颗粒沉降曳力系数拟合关联式[J];化工设计;1994年01期
2 张庆;球形颗粒曳力系数的直接计算[J];化学工程;1990年01期
3 黄卫星;诸海碧;黎梅;李海龙;祝京旭;;气固循环床上行两相流颗粒曳力系数研究[J];四川大学学报(工程科学版);2008年02期
4 曹晞雍;谢莉;;风沙流中沙粒拖曳力系数研究[J];中国沙漠;2011年03期
5 王广喜;张敏;汪天戈;;浮式海洋平台系泊锚链拖曳力系数数值分析与实验研究[J];工程力学;2020年S1期
6 潘光坦;;适用于所有流态的广义曳力系数[J];国外油田工程;1990年03期
7 刘春山;罗传信;;桩柱拖曳力系数测定的复摆法[J];石油工程建设;1989年04期
8 贾成晏;球体曳力系数计算方法比较[J];医药工程设计;1995年04期
9 钟华国;邹翔;蒋玉勇;郭风军;张沂;李志敏;;气井不同生产条件下液滴曳力系数变化规律探讨[J];辽宁化工;2017年12期
10 魏纳;孟英峰;李悦钦;刘安琪;班兴安;蒋小兰;雷宇;;天然气井连续携液液滴曳力系数研究[J];天然气技术;2007年06期
11 李国彦;;一维定常气固两相流的数值计算[J];昆明工学院学报;1988年01期
12 赵利;陈啸;周强;;一种限制周期气固两相流直接数值模拟中整体质量流率的新方法[J];工程热物理学报;2020年03期
13 王浩全;王雅慧;任时磊;孟乾泰;王玉磊;;用于气固两相流检测的环式静电传感器频率响应特性的研究[J];激光与光电子学进展;2020年17期
14 葛苏放;申双和;张新厂;潘玉萍;;台湾海域海面粗糙度及曳力系数的研究[J];海洋通报;2009年06期
15 漆小波;周松锐;黄卫星;祝京旭;石炎福;;上行气固两相流充分发展段流动行为的相似特性[J];化工学报;2006年03期
16 钱贵华;非均匀气固两相流中颗粒速度的测量[J];化学工程;1995年01期
17 张瑶瑶;王月明;李博;葛鹏程;田志强;;超声波测量气固两相流流体浓度研究[J];自动化与仪表;2018年04期
18 张瑶瑶;陈波;邬雪阳;王月明;;基于超声法测量的气固两相流管道径向仿真[J];内蒙古科技大学学报;2018年01期
19 萧亚兵;;气固两相流阀门的设计研究[J];化学工程与装备;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前19条
1 苏杰;周长江;姜琛;;基于浸没光滑有限元法的颗粒曳力系数分析[A];第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2020年
2 徐彬;黄宁;;不同形状颗粒的沉降速度与拖曳力系数研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
3 李鑫洋;蒋鸣;黄哲庆;周强;;气固两相流中椭球颗粒系统受力特性研究[A];第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2020年
4 张淑凡;柴翔;张滕飞;;气固两相流系统核热耦合研究[A];第十六届全国反应堆热工流体学术会议暨中核核反应堆热工水力技术重点实验室2019年学术年会论文集[C];2019年
5 陈建华;李统业;张楠;;核燃料沉积室气固两相流模拟优化[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
6 吴智泉;沈国清;安连锁;姜根山;;声学法测量气固两相流的研究进展与展望[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(下)[C];2007年
7 陈锡忠;王军武;;混合动态多尺度方法模拟颗粒流和气固两相流[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
8 张小辉;刘柏谦;赵立合;;流化床密相区宽筛分颗粒气固两相流流动研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
9 武生智;刘晓军;;复杂边界条件下气固两相流的数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 朱云;刘志敏;;气固两相流的阻塞预测[A];中国仪器仪表学会测控技术在资源节约和环境保护中的应用学术会议论文集[C];2001年
11 张洪军;周凯;WilliamYang;;90°弯管内气固两相流颗粒运动对气相湍流度的影响[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
12 常剑;高金森;徐春明;;气固两相流中颗粒间碰撞传热的研究进展[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
13 陈波;步珊珊;马在勇;孙皖;张卢腾;;球床堆有效导热系数ZBS关联式中接触面积系数的定量分析[A];第十六届全国反应堆热工流体学术会议暨中核核反应堆热工水力技术重点实验室2019年学术年会论文集[C];2019年
14 张宇;魏小林;周力行;盛宏至;;有反应的双流体模型中两相流量守恒问题的研究[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
15 冯革宇;冯国会;张雪研;李旭林;胜兴;;吊炕炕洞内气固两相流数值模拟研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会资料集[C];2010年
16 王广喜;张敏;汪天戈;;浮式海洋平台系泊锚链拖曳力系数数值分析与实验研究[A];第28届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2019年
17 张丽;杨超;禹耕之;张广积;毛在砂;;高粘度流体中单气泡的非稳态运动和曳力系数的关联[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
18 肖威;毛超利;庄震亚;夏俊杰;罗坤;樊建人;;两相流动和传热的内嵌边界方法[A];中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会论文集(B)[C];2017年
19 鄂承林;卢春喜;高金森;徐春明;时铭显;;气固两相流中局部颗粒速度的变化特点[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前12条
1 边伟;粗糙颗粒气固两相流多尺度模拟[D];中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所);2020年
2 柯春海;基于IB-LBM的多物理场中多相传热和颗粒运动特性的数值模拟研究[D];湘潭大学;2018年
3 尹丽洁;稠密气固两相流双流体大涡数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 段茂昌;可压缩气固两相流的间断有限元方法[D];中国工程物理研究院;2019年
5 邱小平;基于EMMS的简化双流体模型及其在气固流动模拟中的应用[D];中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所);2017年
6 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
7 闫盛楠;流化床内基于神经网络方法的非球形颗粒两相流模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
8 沈志恒;循环流化床颗粒团聚作用的气固两相流动数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 赵新学;气固两相流对旋风分离器壁面磨损机理的研究[D];中国石油大学;2010年
10 许传龙;气固两相流颗粒荷电及流动参数检测方法研究[D];东南大学;2006年
11 孙猛;稀疏气固两相流经旋流浓集的电容层析成像测量[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
12 蔡子琦;牛顿流体中气泡动力学行为的实验研究[D];北京化工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 邓璠灏;非球形颗粒曳力系数的实验研究[D];中国石油大学(北京);2018年
2 赖晶;水流作用下块体受力试验研究[D];南昌大学;2019年
3 汤祺;离子液体-固体颗粒搅拌体系中的流体动力学特性研究[D];北京化工大学;2018年
4 林冲;一次风管内气固两相流动及声学测量数值模拟[D];华北电力大学(北京);2019年
5 魏萌;基于声发射的气固两相流特征参数的在线监测研究[D];华北电力大学(北京);2019年
6 李腾;种子风力筛选机分离室中气固两相流数值模拟与优化[D];上海交通大学;2016年
7 袁宝强;基于气固两相流的受热面磨损与沉积特性研究[D];山东大学;2018年
8 沈永;气固两相流中气体组分在线测量方法研究[D];中国计量大学;2017年
9 詹妮;气固两相流静电感应信号的特征与提取[D];天津大学;2018年
10 黄宏继;鼓泡流化床气固两相流化特性的实验研究[D];重庆大学;2018年
11 杨琳;大唐锡林浩特矿业公司筛分车间微雾除尘技术研究[D];辽宁工程技术大学;2016年
12 虞鹏;雾霾成因中的工程热物理问题研究[D];青岛理工大学;2018年
13 潘晗;基于超声的气固两相流浓度检测方法研究[D];东南大学;2018年
14 王阳东;基于静电传感器的气固两相流固相速度测量研究[D];东北大学;2017年
15 李治;一种基于流型的气固两相流流动参数测量方法的研究及实验装置的设计[D];东北大学;2017年
16 裴小萌;轴流压气机气固两相流及磨损特性数值研究[D];哈尔滨工程大学;2015年
17 张一帆;不同浓度下闸阀气固两相流致模拟数值模拟及实验研究[D];浙江理工大学;2018年
18 曹晞雍;风沙流中沙粒拖曳力系数初步探讨[D];兰州大学;2011年
19 周信华;稀疏气固两相流固相浓度测量研究[D];华北电力大学(北京);2016年
20 马光飞;闸板位置对闸阀内部气固两相流及磨损的影响[D];浙江理工大学;2016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
  • 010-62982499
  • 010-62783978