检索结果-内蒙古大学图书馆

石油机械 2011年第1期39卷 24-27,96页

作者：曾润奇杨毅西南油气田分公司输气管理处中国石油北京油气调控中心

以大涡模型为基础,对双锥形液-液旋流分离器进行数值模拟,研究液-液旋流分离器内部流场的压力分布、速度分布和湍动能分布规律。模拟结果表明,静压的分布基本符合组合涡流场的压力分布规律;轴向速度沿径向几乎呈轴对称分布,在轴心区域... 详细信息

以大涡模型为基础,对双锥形液-液旋流分离器进行数值模拟,研究液-液旋流分离器内部流场的压力分布、速度分布和湍动能分布规律。模拟结果表明,静压的分布基本符合组合涡流场的压力分布规律;轴向速度沿径向几乎呈轴对称分布,在轴心区域径向速度梯度比较大,说明在旋流器中心附近产生的内旋流场是分离的有效区域;在轴截面50 mm处湍动能的分布呈现出两头翘、中间凹的结构,亦称"浴盆"结构。比较发现,模拟结果与试验结果较接近,这为进一步研究旋流器分离机理及结构优化设计奠定了基础。

关键词：液-液旋流器内部流场大涡模型数值模拟

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悬板结构形式对悬沙排沙漏斗流场特性影响研究

悬板结构形式对悬沙排沙漏斗流场特性影响研究

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作者：吴洋锋新疆农业大学

学位级别：硕士

为了解决悬沙排沙漏斗悬板系统破坏的问题,论文提出了调整悬板径向坡度和在悬板上布置扇环形孔口的方案。论文通过物理试验和数值模拟对悬板结构形式变化对悬沙排沙漏斗流场特性、截沙率和耗水率的影响开展研究。物理试验以喀什一级电... 详细信息

为了解决悬沙排沙漏斗悬板系统破坏的问题,论文提出了调整悬板径向坡度和在悬板上布置扇环形孔口的方案。论文通过物理试验和数值模拟对悬板结构形式变化对悬沙排沙漏斗流场特性、截沙率和耗水率的影响开展研究。物理试验以喀什一级电站悬沙排沙漏斗为原型制作模型,应用PIV技术测量了悬板径向坡度i=0,0.087,0.173,0.259的漏斗室内三维速度场。基于测试结果,对漏斗室内的切向、径向、垂向速度进行了详细分析。同时,应用试验数据对大涡模型及其参数进行校验,应用验证后的数学模型对悬板布置扇环形孔口的漏斗室内流场特性进行了模拟。基于清水流场的数值模拟结果,论文采用了颗粒轨道模型(DPM)模拟了不同悬板形式下排沙漏斗截沙率和耗水率。研究结果表明:悬板径向坡度改变,强迫涡和自由涡的位置不变,强迫涡和自由涡内的旋流速度随着悬板径向坡度的增大而增大。悬板径向坡度i=0.173的垂直面二次流强度较其它坡度下的大。0.55大。随着悬板径向坡度的增大,排沙耗水率减小;悬板径向坡度i=0.173对泥沙粒径从0.001 mm至0.1 mm的各级泥沙粒径的截除率都较大。悬板上布设不同数量的扇环形孔口,强迫涡和自由涡的位置发生变化;悬板上布设少量扇环形孔口时,自由涡和强迫涡的范围较悬板不设孔口的大,自由涡和强迫涡内的水流旋流强度大有利于泥沙的离心分离;底坡上的二次流强度较悬板不设孔的强,悬板孔口处出现较大的垂直向上速度,排沙耗水率较悬板不设孔增大2%,泥沙粒径d=0.1 mm时,漏斗截沙率较悬板不设孔的小,其它粒径下的截沙率较悬板不设孔的大。孔口数量增多后,自由涡和强迫涡的范围较悬板不设孔口的小,减缓了整个垂直面的旋流强度不利于悬沙的分离;靠近柱体边墙的底坡上(0.75大5.4%,对泥沙粒径从0.001 mm至0.1 mm的各级泥沙粒径的截除率都较悬板不设孔的小。

关键词：悬板排沙漏斗 PIV 数值模拟大涡模型 DPM模型

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旋流—射流分选充气器充气性能的试验研究

旋流—射流分选充气器充气性能的试验研究

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作者：安彩红太原理工大学

学位级别：硕士

基于为浮选柱提供一种高效的充气方法及其装置的目的,把选矿厂和选煤厂广泛使用的旋流器与浮选充气相结合,发明了一种旋流与射流充气方法及其充气装置。对旋流射流双充气双排尾重浮联合分选设备的结构进行了改进和优化,用与工业用小型... 详细信息

基于为浮选柱提供一种高效的充气方法及其装置的目的,把选矿厂和选煤厂广泛使用的旋流器与浮选充气相结合,发明了一种旋流与射流充气方法及其充气装置。对旋流射流双充气双排尾重浮联合分选设备的结构进行了改进和优化,用与工业用小型浮选柱规模相当的浮选柱、射流充气器、旋流器充气器、旋流射流充气器构建了旋流射流充气浮选试验系统。在安装有不同旋转叶片的射流充气浮选试验系统上进行了旋转对射流充气器充气性能影响因素试验。利用简便充气量测量仪测定浮选槽内的充气量,研究了不同旋转叶片对射流充气器充气性能的影响。结果表明:旋转在一定条件下对充气量的提高效果明显。旋转叶片对大喉管直径的充气量没有提高。对于小喉管直径而言,叶片角度在70°-80°范围内有明显提高。对安装有不同混合叶片的旋流器充气性能进行了试验研究。结果表明:是否安装混合叶片是保证充气量的关键。混合叶片角度越接近90°,充气量越大。90°直叶片的长径比接近1时,充气量大。最优喷嘴直径为喷嘴直径等于溢流管直径。不宜采用小口径喷嘴。混合叶片的最佳位置为溢流管出口外端。只需要在溢流管出口外端安装一个90°直叶片。对安装有不同混合叶片的旋流射流充气器的充气性能进行了试验研究。结果表明:混合叶片能提高旋流射流器充气量,旋流-射流两段充气有个平衡点,大于平衡点则封闭二次射流口时充气量大,小于平衡点则二次射流口打开充气量大。用FLUENT软件采用大涡LES模型对旋流射流分选充气器流场进行了模拟。在不同底流口、溢流管直径、溢流管插入旋流器深度、入料压力以及有无叶片的情况进行了详细的讨论。模拟结果表明:轴向速度和空气柱直径的增大能够提高旋流器的充气量,模拟结果和试验结果基本吻合。

关键词：叶片旋流-射流充气器充气性能大涡模型

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内置障碍物受限空间易燃气体爆燃过程数值仿真

内置障碍物受限空间易燃气体爆燃过程数值仿真

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作者：白丽荣哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

可燃气体爆燃是安全领域的主要课题之一，在工业界的众多行业时有发生，造成了很大的危害，随着工业的发展，生产规模的扩大，爆燃事故危害程度增大，实践证明，工业环境存在着的约束物（房屋中的支撑物，管道内布置的支架，厂房中安置... 详细信息

可燃气体爆燃是安全领域的主要课题之一，在工业界的众多行业时有发生，造成了很大的危害，随着工业的发展，生产规模的扩大，爆燃事故危害程度增大，实践证明，工业环境存在着的约束物（房屋中的支撑物，管道内布置的支架，厂房中安置的设备等），对加速火焰速度以及诱导爆燃有很大的影响。因为传播过程中遇到障碍物又能引发二次爆炸，使得破坏加强。目前，预混气体爆燃实验多是在管道内进行的，鉴于实验对照，本文模拟了管道内预混气体爆燃过程。本文根据文献中Patel的实验，利用大涡湍流模型和预混燃烧模型对甲烷-空气预混气体爆燃过程进行了数值模拟计算。求解管内爆燃压力及爆燃速度，通过火焰结构变化、爆燃压力随时间变化以及火焰速度三个方面进行了模拟结果和实验结果的对比，结果表明，计算结果与Patel实验结果相吻合，从而验证了数学模型的可靠性，也说明了数值模拟能够很好地描述管内爆燃过程，模拟结果显示，爆燃压力经过以下四个阶段：压力缓慢上升阶段、压力快速上升阶段、压力快速下降阶段和压力波动阶段。火焰速度整体呈现增大趋势，在障碍物前后呈先增大后减小趋势。基于数学模型有效性验证结果，本文进一步探讨了开口系中预混气体当量比和障碍物数量、阻塞率、位置及管长对传播过程的影响，由于层流燃烧速率和化学反应的影响，最大爆燃压力和最大火焰速度随当量比的增大呈先增大后减小趋势，最大值均出现在当量比为1.2左右。由于障碍物对火焰面的扰动，火焰面变形随着障碍物数量和障碍物阻塞率的增大而增大，火焰面面积越大，导致火焰速度和爆燃压力不断上升。壁面条件为绝热条件，爆燃过程的热量随着管长加长不断积累，火焰温度升高，爆燃压力增大；障碍物距离点火位置越远，火焰面到达障碍物时温度越高，速度和压力越大。此外，本文模拟了闭口系中甲烷-空气预混爆炸过程中火焰面变形、压力和速度变化规律：火焰面在开始一段时间内与开口系变化一致，之后闭口系中火焰受到壁面约束向下卷曲燃烧；压力从开始变化缓慢到快速上升，最后达到7.5MPa后保持不变；由于障碍物的作用，火焰速度出现三个峰值。

关键词：爆燃预混气体大涡模型爆燃压力

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三维虚拟城市环境中的实时气体渲染

三维虚拟城市环境中的实时气体渲染

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作者：唐骏大连理工大学

学位级别：硕士

利用计算机图形学理论，在三维场景中对气体进行渲染，对于虚拟现实和环境保护等方面有着重要的意义。随着计算机硬件的发展，和实时流体模拟理论的进步，建立复杂环境中的气体渲染已成为可能。然而由于在气体扩散模型中局部湍流变化的... 详细信息

利用计算机图形学理论，在三维场景中对气体进行渲染，对于虚拟现实和环境保护等方面有着重要的意义。随着计算机硬件的发展，和实时流体模拟理论的进步，建立复杂环境中的气体渲染已成为可能。然而由于在气体扩散模型中局部湍流变化的复杂性，渲染气体在复杂环境中的变化面临着许多问题和挑战。本文选用了气体扩散理论中的大涡模型，根据实时流体渲染的要求对模型进行简化，用半拉格朗日方法，对气体在单体建筑物附近的扩散现象，以及气体在城市小区环境中多个建筑物之间的扩散现象进行模拟，并根据模拟结果进行渲染。根据流体实时模拟的要求，利用半拉格朗日方法对气体在小尺度，理想环境中的扩散进行了模拟渲染。利用块超松弛迭代法求解理想气体扩散的Poisson方程。大尺度空间内利用二维空间网格序列来模拟三维空间网格，降低了时间复杂度和空间复杂度，使得在当前计算机硬件环境中能够渲染气体的大尺度运动。根据粒子的浓度构建纹理图，用纹理贴图的方式完成了对整个气体流体的图形学渲染。利用辐射传输理论，将气体粒子的透明度和气体粒子的密度结合起来，得出了粒子透明度的函数，并且由天空光照多粒子散射模型，计算出气体纹理贴图的漫反射光强。使得渲染更具有真实效果。在渲染了理想环境中的气体扩散现象之后，利用单体建筑物的大涡模型，模拟并渲染了气体受建筑物涡流风场影响情况下的扩散现象。根据图形学的实时流体模拟基本原则简化了大涡模型，大大降低了计算复杂度，并且可以应用到半拉格朗日计算环境中。提出了在气体的图形学渲染领域采用镜像反射方法来模拟障碍物对气体粒子的阻挡作用，使得网格划分不依赖于建筑物的外形。利用简化大涡模型和实时流体渲染技术，渲染了气体在城市小区多个建筑物环境中的扩散现象。提出了根据建筑物分布，在大尺度空间内划分子网格。在满足大尺度气体扩散模拟的基础上，加入了相对小尺度的建筑物群的局部湍流风场模拟。建立了城市小区环境中的气体污染物扩散渲染方法，以较小的代价完成了气体在建筑物周围的运动情况的细节模拟。

关键词：半拉格朗日大涡模型城市环境三维实时

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丁坝绕流结构的试验及数值研究

丁坝绕流结构的试验及数值研究

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作者：胡华锋长沙理工大学

学位级别：硕士

随着水利工程的不断兴建,丁坝作为河道整治的主要手段应用越来越广泛。正确认识丁坝附近水流结构对丁坝坝头型式优化、丁坝尺寸确定、丁坝间距布置具有重要的指导意义。丁坝附近流动具有高度的三维性和紊动性,虽然目前国内对丁坝水流结... 详细信息

随着水利工程的不断兴建,丁坝作为河道整治的主要手段应用越来越广泛。正确认识丁坝附近水流结构对丁坝坝头型式优化、丁坝尺寸确定、丁坝间距布置具有重要的指导意义。丁坝附近流动具有高度的三维性和紊动性,虽然目前国内对丁坝水流结构研究较多,但大多数都是建立在时均物理量研究的基础上,对丁坝附近水流的脉动信息获取少,其紊动机理研究工作还有待于进一步开展。本文在前人研究丁坝水流结构的基础上,从水槽试验和数值研究两方面展开丁坝水流问题的研究工作。利用美国Sontek公司制造超声多普勒流速仪(ADV)对非淹没单丁坝、淹没单丁坝、双丁坝三种工况下丁坝上下游典型断面实施三维瞬时速度测量,通过数据后处理软件WinADV获得时均流速、紊动强度、紊动动能等物理量,分析总结这些物理量空间分布规律,初步认识丁坝附近水流的紊动机理。丁坝的修建引起流线集中,造成局部流动结构的改变,几种典型的复杂流动现象在丁坝附近同时出现,如分离、回流、弯曲剪切层、高强度紊流以及移动边界等,要描述这些复杂的水流结构,必须引进合适的紊流模型。本文采用水深平均平面二维的k-ε紊流模型和大涡模型并行计算非淹没单丁坝绕流现象,比较两种模型的计算结果,并讨论k-ε紊流模型经验参数的取值对丁坝回流长度的影响。为了进一步验证建立水深平均的平面二维大涡模型可靠性,根据模型相似原理,再将其推广到矩形断面的大尺度水域计算中,最后以广西融江螺滩为工程背景,建立正交曲线坐标系下平面二维大涡模型进行天然河道中、枯水两级流量下水流计算,应用数据可视化技术将计算结果制作成动态流场显示画面,为进一步实施航道整治提供参考。

关键词：丁坝 ADV 紊动强度标准k-ε紊流模型大涡模型正交曲线

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水流荷载作用下海洋群桩受力特性研究

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青岛理工大学学报 2021年第3期42卷 63-71页

作者：时健蒋宗南孔德森山东科技大学土木工程与建筑学院青岛266590 北京中岩大地科技股份有限公司北京100089 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室青岛266590

为研究海洋群桩在水流荷载作用下的受力情况,通过计算流体力学(CFD)软件Fluent,采用大涡模型(LES)建立二维数值模型,分析了群桩中各桩的阻力系数和升力系数的时程曲线,以及桩周环向压力,并与单桩做对比.通过将计算结果对比及斯特劳哈尔... 详细信息

为研究海洋群桩在水流荷载作用下的受力情况,通过计算流体力学(CFD)软件Fluent,采用大涡模型(LES)建立二维数值模型,分析了群桩中各桩的阻力系数和升力系数的时程曲线,以及桩周环向压力,并与单桩做对比.通过将计算结果对比及斯特劳哈尔数验证两种方法,验证了该模型的有效性.结果表明:群桩中的各桩存在着相互作用和影响,但前桩对后桩的影响远大于后桩对前桩的影响,主要表现在阻力、升力的峰值大小以及达到峰值的时间.前桩泄放的漩涡产生的低压区会对后桩的受力产生影响,使后桩阻力产生负值,升力大小也提高接近一倍;同时,群桩范围内流体的流速比外部低,导致群桩内外侧产生压力差,从而产生由内向外的压力.

关键词：大涡模型海洋群桩升力系数阻力系数

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高层建筑横风向失稳振动机理的数值分析

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江南大学学报（自然科学版） 2008年第2期7卷 227-233页

作者：苏国陈水福唐锦春浙江大学建筑工程学院

基于计算流体力学的数值模拟方法,研究了矩形截面钝体高柔结构风致横风向失稳式振动(驰振).为反映结构运动对流动风场的影响,除建立固定不动的计算区域外,还建立了随结构运动的物理区域,在计算区域中修正了流动风场的控制方程,采用标准... 详细信息

基于计算流体力学的数值模拟方法,研究了矩形截面钝体高柔结构风致横风向失稳式振动(驰振).为反映结构运动对流动风场的影响,除建立固定不动的计算区域外,还建立了随结构运动的物理区域,在计算区域中修正了流动风场的控制方程,采用标准SGS大涡模型,开发出WSSG建筑风场模拟程序,捕捉到结构在风场作用下的驰振现象,并从流场结构等方面分析了引发机理.

关键词：建筑风场数值模拟大涡模型钝体高柔结构失稳振动作用机理

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L形和U形三维钝体结构绕流的数值模拟研究

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防灾减灾工程学报 2011年第3期31卷 247-254页

作者：李庆祥周云汪大洋广东省建筑科学研究院广州510500 广州大学土木工程学院广州510006

采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究。考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×10~5～7×10~5条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比。... 详细信息

采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究。考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×10~5～7×10~5条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比。研究表明,钝体绕流对周围流场影响的强弱程度依次为尾流区、屋顶区、来流区,影响大小随着流场与钝体之间距离、钝体建筑高宽比、离地高度的增大而减小,且对来流区0.25H、屋顶上部0.4H、左右两侧0.5H、尾流区2.0H范围内流场的影响最大;钝体迎风面风压分布比较均匀,而侧面、背面和顶面受绕流涡旋的影响较大,平均风压分布较为复杂,并与脉动风压分布具有类似的变化趋势。研究结果对结构抗风设计与建筑风环境设计具有一定的参考价值。

关键词：大涡模型计算流体动力学绕流特性风压分布三维钝体结构

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连铸结晶器内钢液流动的研究进展

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河南冶金 2014年第2期22卷 1-7,11页

作者：唐海燕李京社吉传波梁永昌吴拓王建磊北京科技大学

连铸坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。为提高钢铁产品的质量,国内外的冶金工作者对于结晶器内钢液的流动状态做了大量的研究工作。本文总结了其国内外的研究现状,比较了国内外的差距,分析了存在的问题并提出了未... 详细信息

连铸坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。为提高钢铁产品的质量,国内外的冶金工作者对于结晶器内钢液的流动状态做了大量的研究工作。本文总结了其国内外的研究现状,比较了国内外的差距,分析了存在的问题并提出了未来的发展方向。

关键词：结晶器流动状态水模拟数值模拟大涡模型

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