人体上呼吸道模型内气流和颗粒沉积的大涡模拟

为探索人体呼吸道内的气体流动和颗粒的运动沉积规律，建立了一个从口腔到前三级支气管的三维几何模型，采用大涡模拟方法计算了此复杂几何结构内的气体流动，并在拉格朗日框架下研究了颗粒的运动现象.讨论了在呼气和吸气过程中不同横截面的流动分布规律，统计了在不同工况下颗粒在呼吸道模型内各部位的沉积率.分析结果表明，不同级气管横截面的流动结构存在很大差异，颗粒沉积率主要受到呼吸强度与颗粒惯性的影响.为验证模型和模拟结果的正确性，将模拟得到的沉积率和文献中的实验数据进行了比较，两者吻合良好.     

主动脉动气流分选动力学模型及其数值模拟

主动脉动气流分选是一种新的干法分选方法,尤其适合于电子废弃物的处理与资源化利用过程．通过研究不同流型下颗粒运动的阻力系数差异,考虑主动脉动气流流场中颗粒运动所受到的附加质量力作用,研究并得出了斯托克斯和牛顿2种流体的颗粒在主动脉动气流场运动的动力学方程．对不同直径,不同密度,但空气动力学性质相似的等沉球形颗粒,进行动力学方程的计算机数值模拟,研究在紊流条件下的颗粒运动特性,优化动力学模型参数．模拟结果表明,优化后的动力学模型数值模拟结果与示踪颗粒实验室测试结果吻合．     

渣浆泵内固液两相流动的数值计算与磨损特性分析

为了研究叶片式渣浆泵内部的固液两相流动,以黄河含沙水为工作介质,采用双流体模型对渣浆泵内部颗粒流动进行了数值模拟,根据计算结果,分析研究了固相颗粒的分布与运动规律,揭示了叶轮磨损的主要区域和磨损规律.对固相颗粒在不同浓度下的分布情况进行了数值模拟,分析了初始固相浓度对渣浆泵叶轮和窝壳的磨损影响,模拟结果与试验结论基本相同.     

基于CFD的循环流化床旋风分离器数值模拟

为提高循环流化床旋风分离器的分离效率,采用计算流体力学CFD软件,采用相间耦合随机轨道模型,在拉格朗日坐标下对不同粒径颗粒进入旋风分离器的运动进行了数值模拟研究,同时也模拟了颗粒在不同进口位置对循环流化床旋风分离器分离效率的影响,并与试验结果进行了比较.     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅰ.模型方程与数值方法

构建起旋涡框架下的气固两相流动数学模型与数值计算方法 :应用离散涡方法 (DVM)计算具有剧烈分离的非定常不稳定气流场 ,采用Lagrange方法模拟颗粒在流场中的运动 ;气流场的求解和颗粒运动求解 ,两者在时间上相互耦合 ,从而充分计及了不稳定流动对颗粒运动的影响     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真：Ⅰ.模型方程 …

构建起旋涡框架下的气固两相流动数学模型与数值计算方法：应用离散涡方法（ＤＶＭ）计算具有剧烈分离的非定常不稳定气流场,采用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法模拟颗粒在流场中的运动;气流场的求解和颗粒运动求解,两者在时间上相互耦合,从而充分计及了不稳定流动对颗粒运动的影响。     

颗粒物在通风管道壁面上沉积的数值分析

为了探究颗粒物在通风管道壁面上的沉积特性,采用欧拉-拉格朗日方法,对粒径为0.003~30 um的颗粒在水平二维粗糙管道及光滑管道内的运动进行了模拟研究,并将两种情况的计算结果进行对比.首先,采用RSM模型得到两种管道内的时均流场,然后采用随机轨道模型得到颗粒物的运动轨迹并计算沉降速度.结果表明粗糙元增大了颗粒的沉降速度,对颗粒沉积的影响在粒径为1 um左右时最为显著,沉降速度提高约3个数量级,且在管道底面布置粗糙元还会增大顶部光滑壁面的颗粒沉降速度.     

护卫舰气流场数值计算研究

为了研究护卫舰直升机平台气流场特征,提高舰载机起降安全性,利用FLUENT对孤立护卫舰简化船型SFS2进行数值模拟.计算结果与风洞实验数据对比验证,分析准确计算直升机平台周围气流场特征的数值计算方法.讨论不同网格数量,求解方法对流场计算结果的影响.利用FLUENT的UDF接口,加载在剪切流场中有更好表现能力的LK和MMK湍流模型,提高舰船气流场计算数据准确性.研究表明,气流场计算中使用稳态计算结果可以满足计算精度同时节省计算时间,LK和MMK模型可以更好地应用于护卫舰气流场计算,研究结果可以为气流场工程计算提供重要参考.     

方形卧式分离器的PIV流场试验研究

应用粒子成像测速(particle image velocimetry, PIV)技术对方形卧式分离器的内部流场进行了测量，得到分离器内典型的颗粒运动分布状态.采用灰度互相关法处理试验图像数据，得到分离器内3个不同截面的二维瞬时速度分布，结果表明在分离器内气流为顺时针旋流，中间流速高而边壁流速低，在分离器的右上角存在有角涡.根据试验结果计算了方形卧式分离器中间面的平均二维速度分布，与应用雷诺应力模型(RSM)数值计算模拟得到的分离器内气流速度分布进行了对比，结果表明除了近壁面区域差别较大外，其他区域基本吻合.     

颗粒性质对颗粒污垢成垢影响的数值模拟研究

为了探究颗粒性质对换热面上颗粒污垢成垢过程的影响,本文建立了颗粒污垢沉积和剥蚀模型,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,借助Fluent软件,对不同颗粒性质条件下颗粒污垢的沉积过程进行了数值模拟。结果显示,颗粒污垢热阻先增加后平稳,一段时间后达到一个渐近值。随着颗粒密度的增大,结垢速率逐渐减缓,但由于物性参数不同,污垢热阻值呈现不同的变化规律;随着颗粒粒径的增大,结垢速率逐渐减缓,污垢热阻渐近值随之增大;随着颗粒浓度的增大,结垢速率逐渐加快,污垢热阻渐近值也随之增大。由数值模拟结果可知,减小颗粒浓度和粒径可减缓结垢速率,减小污垢热阻渐近值;颗粒种类对污垢热阻的影响较大。该方法对研究污水中多种颗粒沉积规律具有重要意义。