液-液旋流器内近壁湍流处理方法及数值模拟

无论k-ε模型及其修正模型,还是广泛应用于水力旋流器数值模拟的雷诺应力模型(RSM),都只是针对湍流核心区,对近壁区无效,如何确定液.液水力旋流器湍流场模拟的近壁处理方法亟待深入研究.在介绍湍流近壁区流动特点和处理方法的基础上,引入了2种湍流近肇处理函数--标准的和非平衡的壁面函数,在相同的网格系统和计算条件下计算了双锥双柱型水力旋流器内湍流场,结果与激光多普勒测速仪(LDV)测试结果基本吻合,但采用非平衡的壁面函数预报结果更为可信,为进一步精确研究旋流器内的流动过程打下良好的基础.     

雷诺应力模型对旋流器内流场的数值模拟

深入研究了液-液水力旋流器的流动机理和分散油相的流动特点及处理方法，用计算流体动力学（CFD）的数值方法，采用雷诺应力（RSM）模型对油水分离旋流器的内部流场进行了数值模拟。分析了旋流器内部的体积浓度分布，压力分布，以及切向、轴向和径向速度分布的规律，揭示了油水两相流的分离特性。并且在不同流量下，计算出了旋流器的流量一效率曲线，计算结果与实验数据吻合较好，从而说明该湍流模型和数值算法的可靠性，同时也为进一步研究水力旋流器的分离机理、流场特性以及结构优化设计提供了一条有效的途径。     

永磁同步电机全域非稳态温度场数值模拟方法

永磁同步电机非稳态模拟受边界条件限制,数据相关性差,影响模拟结果的准确性,提出一种新的永磁同步电机全域非稳态温度场数值模拟方法.根据热传递与能量守恒相关定理,获取温度场的导热方程.通过对电机模型实施假设,准确获取边界条件.根据边界条件实时分析温度场,以构建全域非稳态温度场计算模型.在有限元分析软件中输入构建的全域非稳态...     

喷射反应器内液-液快速反应的数值模拟

对于复杂快速反应,反应物之间能否快速均匀地混合是影响反应转化率、选择性和收率的重要因素,而喷射器作为一种高效混合设备,以它固有的优越性,越来越受重视。本文以酸碱快速中和反应为例,利用CFX5软件,采用k-s模型．将主动流体与引射流体的速度,在不同比值下对反应的影响作了模拟,结果表明,流速比决定反应的速度,流速比越大则反应越快,消耗的动力也越多,因此对于实际的喷射反应器,它必然有一个最优的速度比值。另外,本文还对流速比确定,不同反应物浓度比对反应的影响进行了模拟,结果表明浓度比对反应的影响很小,可以忽略。     

基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真

Fluent软件是一款集流场、热传质、燃烧以及化学反应于一体的商业CFD 软件. 针对动态旋流器流场的复杂多变性, 以Total型动态旋流分离器为例, 在Gambit软件中简化并建立了物理模型, 通过fluent软件对其速度场进行计算机模拟仿真, 得出了柱坐标系统下, 切向速度、轴向速度和径向速度三个速度分量云图, 通过研究发现, 基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真可以有效地解决复杂流动问题, 为动态旋流器工艺设计和性能优化提供可靠的依据, 且节省开发费用, 缩短设计周期.     

基于Matlab的稳态热晕数值模拟

使用一阶微扰法研究了连续激光束在横向移动介质中产生的稳态热晕效应,利用Matlab编写了程序进行了数值模拟,并且对一阶微扰法的适用范围做了讨论。     

基于嵌入式系统的非稳态液质振动-压力噪声主动修正重量测量算法应用

为了在特定工业工程领域的容器设备中有效消除外部非线性随机噪声的影响,从而快速精确地检测非稳态目标液体实时重量参数。以高性能低成本STC15系列单片机为核心计算处理单元,采用24位高精度AD转换芯片对外部实时噪声数据进行采集并进行融合补偿,通过工业现场噪声参数进行数据修正和反馈标定并模拟外部非线性随机噪声进行实验。实验表明非稳态状态下,针对外部噪声干扰的复合传感方式进行液体参数测量的有效性、实时性和可执行性。通过模拟真实工况的实验过程和运行结果,为处于各种噪声干扰环境下的工业现场的液体参数实时测量的精确数据获取方法提供一定参考。     

基于ANN的油水分离双级水力旋流器的结构性能研究

根据河南油田目前存在的情况,开发了一种井下油水分离系统的双级水力旋流样机.利用人工神经网络(Artificial NeuralNetworks,ANN)建立起井下双级水力旋流器的数学模型,通过实验室内柴油以及河南油田实际油样测试,根据前后的分析比较来评估该人工神经网络模型的可靠性和有效性.经过最终实验分析,在并下可以实现两级串联油水分离,当流量控制在6m3/h以上,同时入口油滴粒径大于80μm时,分离器的分离效率最好,可以达到99.5％以上.室内实验分离后水中含油浓度小于50PPm,现场试验小于200PPm,远低于国外室内试验的400PPm指标,测量数据可靠,为其应用于实际生产提供了理论分析基础.     

基于FLUENT的气液分离器内流场仿真研究

基于计算流体动力学(CFD)方法,应用流体仿真软件FLUENT对两种气液分离装置内部流场进行仿真研究,得到分离器内部流场速度分布规律和相分布规律,发现合理改变排气通道的直径,可以提高分离效率。同时分析比较了流场模拟结果,发现排气通道直径改变处存在涡流。     

三维内埋式航弹与载机分离非定常流场数值模拟

在机弹分离的过程中,载机和航弹间会产生复杂的非定常气动干扰,特别是在分离初期,气动干扰会使航弹的气动力特性和飞行特性产生很大的变化,影响到安全分离,甚至可能会造成弹体与载机相撞的飞行事故.因此研究载机与航弹分离的非定常流场,分析航弹发射过程中机弹气动干扰力、分离过程中弹的气动特性及气动干扰机理是十分必要的.本文采用动网格技术和三维非定常数值模拟方法,对内埋式航弹与载机分离的非定常过程进行了数值模拟,研究了不同初始下抛速度对机弹分离的影响,分析了载机内埋弹舱和航弹之间的气动干扰及分离过程中航弹的空气动力特性.     

聚碳酸酯液液分离器进料构件的流体力学模拟

测定了聚碳酸酯(PC)物料电导率随水油相体积比的变化,确定生产中物料为水包油型乳液,即分散相为PC胶液,连续相为水。采用F1uent商用软件对液液分离器内部流场进行了数值模拟,通过得到的分离器内部流线分布和轴向速度标准偏差分布,考察了不同进料口位置、挡板位置以及不同整流构件尺寸对液液分离器内部流场的影响。研究发现,进料口位置为中部,挡板位置距离进料口为50mm,整流构件开孔率为40%,长度为150mm时,分离器内的流场质量最佳,为液液分离器进料构件的进一步优化研究提供了参考。     

喷射器内液—液湍流反应过程的数值模拟

利用两环境矩直接积分模型(DQMOM)对喷射器内液液平行-竞争反应体系进行了研究,结果表明:在固定引射流速的情况下,随着喷嘴速度的增加,平行-竞争反应的选择性越来越高, 副反应的转化率越来越低;在固定喷嘴流速的情况下,随着引射流体速度的增加,平行-竞争反应的选择性越来越低,副反应的转化率越来越高;速度比一定时,喷嘴绝对速度值越大,副反应的转化率越低.     

Quenching phenomenon in a fractional diffusion equation and its numerical simulation

ABSTRACT

In this paper, we introduced a fractional diffusion equation with degenerate source term. The fractional derivative, acting on the spatial variable, contains left-sided Caputo derivative and right-sided Riemann–Liouville derivative simultaneously. Due to the symmetry property of such fractional derivative pattern, the existence of quenching phenomenon is verified and the quenching time is estimated under certain settings of parameters. An numerical example is carried out by using a finite-difference scheme with uniform and non-unique mesh, which demonstrates the theoretical analysis of this model and presents several significant relation between order of derivatives and size of spatial domain.     

一种新的材料微结构电磁场效应数值模拟方法

为了定量揭示材料微结构与入射电磁波引起的材料内电磁场效应之间的内在关联性,借助可以表征能量流动方向和大小的Poynting矢量,通过程序设计结合有限元数值模拟的方法实现了材料微结构电磁场效应的计算。建立了材料微结构电磁场效应数值分析有限元模型。在数值计算中,将Poynting矢量正交分解为三个不同方向分量,计算了材料微结构的吸收、透射和波源方向反射效应;根据Poynting矢量在反射方向的分量,计算了任意反射方向的反射效应。研究方法对任意微结构均具有适用性。     

Cluster Monte Carlo and numerical mean field analysis for the water liquid-liquid phase transition

Using Wolff's cluster Monte Carlo simulations and numerical minimization within a mean field approach, we study the low temperature phase diagram of water, adopting a cell model that reproduces the known properties of water in its fluid phases. Both methods allow us to study the thermodynamic behavior of water at temperatures, where other numerical approaches - both Monte Carlo and molecular dynamics - are seriously hampered by the large increase of the correlation times. The cluster algorithm also allows us to emphasize that the liquid-liquid phase transition corresponds to the percolation transition of tetrahedrally ordered water molecules.     

天然产物液液萃取模型计算程序的改进与应用

研究目的:对文献建立的天然产物液液萃取模拟程序进行改进,使得界面友好,输入方便。并用于黄芪皂苷、丹参水溶性成分的液液萃取过程模拟,考察了参数初值的适宜范围及溶剂取值方式对模拟结果的影响。方法:改进后的程序以Windows 操作系统为基础,运用可视化程序语言VB 编写整个程序的输入、输出界面,采用For-tran77语言编译液液相平衡计算过程,通过外部程序调用实现两种语言所编制程序的链接。结果和讨论:相分配系数初值一般取>0.5,溶剂取值方式采用固定总溶液体积的方法,可获得较为合理的结果。     

弹道仿真中的数值计算方法研究

在弹道仿真计算中,为了既达到要求的仿真精度又能满足实时仿真,分析了仿真步长的选择方法,然后在龙格－库塔转阿当姆斯法中引入变步长积分方法,推导了阿当姆斯变步长积分公式,同时对弹道仿真中的间断非线性系统提出条件函数求零的方法来解算弹道。仿真结果表明,方法可以获得较高的仿真精度和较快的运行速度。     

分子模拟在反相液相色谱分离机理研究中的应用

分子模拟技术是近些年发展起来的一门新兴计算化学技术。本文简要介绍了四种常用的分子模拟方法在反相液相色谱分离机理研究中的应用。详细阐述了采用分子动力学模拟法研究固定相的烷基链构象变化、流动相中溶剂分子与溶质分子间相互作用等与溶质的色谱保留过程的关系。     

JSTAMP/NV在多工位级进模冲压仿真中的应用

级进模作为一种复杂、精密的冲压模具,具有高效率、高精度和高寿命的优点,广泛应用于各个行业的冲压生产中。随着技术的发展,对级进模的成形质量要求越来越高,但传统的级进模设计中主要依靠经验,在制造过程需要反复修模,产品制造周期长。本文简述了级进模设计的特点,并对多工位级进模冲压成形数值模拟的方法及操作流程进行了探讨。最后,以某汽车结构件的多工位级进冲压为例,应用JSTAMP/NV软件对其成形过程进行数值模拟,并将该仿真结果与试模结果进行比较,结果表明仿真结果与试模结果吻合良好。