检索结果-内蒙古大学图书馆

电子测试 2020年第7期31卷 60-61,108页

作者：田增冬航空工业西安航空计算技术研究所陕西西安710065

以HIFiRE-2超燃冲压发动机为研究对象,针对高马赫数超燃模态,通过与试验结果对比,考察了涡耗散模型的工程应用能力,同时研究了湍流模型、湍流施密特数和可压缩修正对流场的影响,结果表明:涡耗散模型适用于超燃冲压发动机工程算例的仿真;... 详细信息

以HIFiRE-2超燃冲压发动机为研究对象,针对高马赫数超燃模态,通过与试验结果对比,考察了涡耗散模型的工程应用能力,同时研究了湍流模型、湍流施密特数和可压缩修正对流场的影响,结果表明:涡耗散模型适用于超燃冲压发动机工程算例的仿真;BSL κ-ω湍流模型,湍流施密特数为0.4,可压缩性修正开启,在高马赫数超燃模态时能够取得较好的计算结果。

关键词：涡耗散模型 HIFiRE-2 超燃冲压发动机

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锅炉受热面激波清灰装置的数值模拟及性能分析

锅炉受热面激波清灰装置的数值模拟及性能分析

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作者：曹嘉中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

锅炉受热面积灰在石油化工热力发电等多个领域都广为存在,而激波吹灰器凭借其独特的优点近年来得到了广泛的应用。目前激波吹灰器的设计及应用效果主要通过现场经验进行宏观评估,针对激波吹灰器进行的理论分析及数值模拟研究较少,其工... 详细信息

锅炉受热面积灰在石油化工热力发电等多个领域都广为存在,而激波吹灰器凭借其独特的优点近年来得到了广泛的应用。目前激波吹灰器的设计及应用效果主要通过现场经验进行宏观评估,针对激波吹灰器进行的理论分析及数值模拟研究较少,其工作机理和应用效果没有较为系统准确的理论评估与指导。本文针对现有的两种典型有代表性的不同作用介质的激波吹灰器为基础,通过数值模拟的手段,对其工作机理进行分析讨论。首先建立起了空气激波吹灰器初始工况下的流动模型,得到了空气激波吹灰器初始工况下流场中的速度、总压变化规律,发现压缩空气离开喷口之后速度明显增大,马赫数增大至1.5以上,总压力则在明显下降。随着时间的推移,速度和马赫数极大值的位置也向远离喷口的方向推移,极大值的大小也有一定的下降,而总压力则在气流到达模拟水平圆管附近有一定的波动。其次分析了不同初始充气压力和不同喷口角度对空气激波吹灰器清扫效果的影响,发现总压力随充气压力的增大而增大,速度在充气压力在25 kg时最大,而较小的喷口角度对模拟锅炉空间的下部的速度和总压有着一定的优势。再次对燃气激波吹灰器初始工况进行了模拟,发现离开喷口之后速度有较大的增长,总压力没有明显的降低,并且在离开喷口之后燃烧过程继续进行。然后对过量空气系数对燃气激波吹灰器清扫效果的影响,发现过量空气系数为1.3在实际生产中较为适合。最后对两种激波吹灰器分别进行了几种工况的对比,发现在特定区域上,空气激波吹灰器有着较为明显的优势,但在其余区域中空气激波吹灰器和燃气激波吹灰器的差别较小,从而为现场生产中激波吹灰器的选择和布置提供了较大的指导。本文较为深刻地研究了两种激波吹灰器的运行机理和影响因素的分析,得出结果可对两种激波吹灰器的设计、改进提供重要的参考依据,对电厂或其他使用吹灰器的场合的现场生产提供指导,为电厂安全稳定运行和节能减排提供帮助。

关键词：激波吹灰器计算流体力学涡耗散模型超音速流动

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氯乙烯气体泄漏爆燃事故模拟研究

氯乙烯气体泄漏爆燃事故模拟研究

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作者：李金洁常州大学

学位级别：硕士

氯乙烯是塑料工业的重要原料,随着化工行业的发展,氯乙烯气体使用量不断增长。虽然国内外在氯乙烯储存、运输及使用等方面的管理技术与规章制度不断完善,氯乙烯罐区事故总数近年来呈下降趋势,但重大事故仍时有发生。因此,对化工企业罐... 详细信息

氯乙烯是塑料工业的重要原料,随着化工行业的发展,氯乙烯气体使用量不断增长。虽然国内外在氯乙烯储存、运输及使用等方面的管理技术与规章制度不断完善,氯乙烯罐区事故总数近年来呈下降趋势,但重大事故仍时有发生。因此,对化工企业罐区氯乙烯气体泄漏爆燃事故进行数值模拟,研究氯乙烯气体泄漏扩散过程浓度时空分布规律,燃烧爆炸过程冲击波超压和燃烧温度变化规律,为化工企业氯乙烯罐区的事故预防和应急救援提供支持,对保障氯乙烯气柜的安全运营和社会稳定有着重要的现实意义。以河北张家口某化工企业氯乙烯罐区泄漏气柜为研究对象,利用Fluent系列软件简化实际工况和罐区周围建筑,基于Realizable k-ε模型和涡耗散模型建立了氯乙烯气体扩散爆燃流场计算模型。研究了化工企业罐区氯乙烯气体扩散过程可燃浓度范围的变化规律,分别讨论了周围建筑、梯度环境风及泄漏速率对化工企业罐区水平方向、高度方向可燃范围的不同影响。在此基础上,点燃罐区不规则氯乙烯气云,研究罐区爆燃超压在开敞空间建筑群中的变化规律和燃烧温度在近地面和高度方向的变化规律。模拟结果得出,环境风的方向决定气体在大气中扩散的主要方向,风速增大,氯乙烯气云下风向可燃浓度范围扩散距离就越远;当环境风较小时,风场扰动对垂直风向气体浓度扩散距离影响小。泄漏量对气云下风向扩散距离的影响远大于环境风对其的影响。上风侧建筑群通过影响环境风流场间接影响泄漏气体扩散过程;垂直风向建筑会加速泄漏气柜周围风速;下风向建筑直接阻碍了泄漏气体扩散过程,影响程度最大。罐区氯乙烯气云爆燃过程中,由于上风向建筑群数量多、阻塞率大且距离较近,此处冲击波超压衰减小且远大于下风向建筑群最大超压。泄漏气体氯乙烯燃烧初期,高温区域小,峰值温度高,火焰锋面移动快;燃烧后期,氯乙烯气体基本完成燃烧反应,温度迅速下降。

关键词：氯乙烯气体扩散爆燃数值模拟涡耗散模型

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喷射式反应器内燃烧流场数值模拟

喷射式反应器内燃烧流场数值模拟

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作者：史名宇哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

Li/SF6热源系统是一种由六氟化硫气体作为氧化剂,液态锂作为燃料的闭式循环动力系统,具有能量密度高、不受外界环境影响以及噪音小等优点。该系统因在标准操作压力下燃烧所生成的产物无需向外部排放,从而构成闭式循环而被看作是一种理... 详细信息

Li/SF6热源系统是一种由六氟化硫气体作为氧化剂,液态锂作为燃料的闭式循环动力系统,具有能量密度高、不受外界环境影响以及噪音小等优点。该系统因在标准操作压力下燃烧所生成的产物无需向外部排放,从而构成闭式循环而被看作是一种理想的水下动力系统,因此,对这方面的数值模拟研究具有一定的意义。本文的研究对象为表面喷射式反应器中SF6气体和锂液之间的燃烧过程,该反应器中金属锂以熔融态处于反应器下部,六氟化硫气体经位于反应器顶部的喷嘴进入反应器内并在锂液表面燃烧,其内部包括了非常复杂的物理化学过程。在对Li/SF6表面喷射式反应器进行瞬态燃烧模拟时,首先对模型进行了合理简化,采用标准k-ε模型模拟了反应器内部的湍流流动;燃烧模型则采用了涡耗散（EDM）模型;采用PISO算法计算了压力速度耦合并对反应流进行模拟。通过分析不同时刻燃烧过程中燃烧室内的压力场、速度场、温度场以及组分分布情况,得到了反应器内的燃烧规律,根据结果分析得到了锂液面处的化学反应速率最大、温度最高;燃烧产物不断产生并在回流漩涡的带动下向反应器两侧运动,最终在壁面附近累积并呈下沉趋势等结论。并在此基础上研究了SF6气体的入口质量流量以及锂液初温对喷射式反应器内燃烧流场的影响规律,结果表明入口质量流量的增大以及锂液初温的提升都能够提高反应器内的温度并提高系统的换热能力,但锂液初温对燃烧产物质量的变化规律影响较小。本文通过数值模拟方法研究了Li/SF6喷射式反应器内的流场分布与燃烧规律,分析了不同初始条件对燃烧流场的影响,其结果为该种闭式循环燃烧系统的结构设计以及优化提供了一定的指导。

关键词：数值模拟表面燃烧水下热动力涡耗散模型

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障碍物投影长度对海上可燃气云爆燃特性影响

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火力与指挥控制 2019年第11期44卷 88-92页

作者：高占胜刘文鹏金良安蒋晓刚海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018 解放军91404部队河北秦皇岛066001

针对海上运输和军事行动中可燃气泄漏形成气云等问题,利用涡耗散模型,对6种障碍物投影长度(0 m^180 m)下海上可燃气云的形成和爆燃过程进行了数值模拟,重点研究障碍物表面及周围气云爆燃压力和温度特性的具体变化规律。结果表明,存在障... 详细信息

针对海上运输和军事行动中可燃气泄漏形成气云等问题,利用涡耗散模型,对6种障碍物投影长度(0 m^180 m)下海上可燃气云的形成和爆燃过程进行了数值模拟,重点研究障碍物表面及周围气云爆燃压力和温度特性的具体变化规律。结果表明,存在障碍物时气云湍流性增强,可燃气浓度分布更加不均匀;随着投影长度的增加,障碍物前方最大爆燃压力略增,但前表面无法形成持续高温;上方最大压力略降,投影长度小于100 m时高温持续时间显著增加;后方最大压力骤降,投影长度大于100 m时高温持续时间大幅缩短。结果可用于预测和评估不同投影长度下气云爆燃对船舶等障碍物的危害,为交通运输和军事行动中的安全防护等实际应用提供参考。

关键词：海上可燃气云爆燃特性涡耗散模型数值模拟障碍物投影长度

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风速梯度对海上可燃气云爆燃特性影响的数值模拟

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中国安全科学学报 2018年第7期28卷 58-63页

作者：刘文鹏金良安高占胜苑志江海军大连舰艇学院航海系

针对海底输气管道和燃气运输船舶发生泄漏形成可燃气云的问题,基于k-ε湍流模型,并利用涡耗散模型,数值模拟6种风速梯度（1-11 m/s）下海上可燃气云的形成和爆燃过程,研究风速梯度对气云爆燃压力和温度特性的具体影响。结果表明：随着... 详细信息

针对海底输气管道和燃气运输船舶发生泄漏形成可燃气云的问题,基于k-ε湍流模型,并利用涡耗散模型,数值模拟6种风速梯度（1-11 m/s）下海上可燃气云的形成和爆燃过程,研究风速梯度对气云爆燃压力和温度特性的具体影响。结果表明：随着风速梯度的增加,稳定气云面积减小,爆燃最大压力降低,下风向低空区域的最高温度略有下降,火焰逐渐远离高空区域,直至完全停留在低空区域;在低空区域,风速梯度为1 m/s时无法形成大面积气云和持续高温,为3-11 m/s时将形成长时间、大范围的高温区。

关键词：海上可燃气云爆燃压力爆燃温度涡耗散模型数值模拟风速梯度

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管道瓦斯爆炸流场及其影响因素数值模拟研究

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中国矿业大学学报 2017年第2期46卷 300-305页

作者：祝钊煤科集团沈阳研究院有限公司机电安全装备研究分院辽宁抚顺113122

为了提高煤矿瓦斯抽采系统的安全防护布控能力,采用数值模拟方法对管道瓦斯爆炸传播规律及流场特征进行了仿真分析.采用涡耗散模型作为燃烧模型研究了瓦斯爆炸流场的温度、压力、速度、反应速率分布规律,以及管道直径、结构、长度对反... 详细信息

为了提高煤矿瓦斯抽采系统的安全防护布控能力,采用数值模拟方法对管道瓦斯爆炸传播规律及流场特征进行了仿真分析.采用涡耗散模型作为燃烧模型研究了瓦斯爆炸流场的温度、压力、速度、反应速率分布规律,以及管道直径、结构、长度对反应速率的影响.结果表明:反应速率波阵面和温度波阵面均呈"<"形状,且管壁约束导致反应速率加快;气体高速波与高压波部分重叠,且超前于反应速率波阵面和温度波阵面;管径越小,反应速率越大;管道弯曲处反应速率加快,近似为同管径直管的5倍;管道越长,最大反应速率峰值越大,爆炸反应程度越剧烈.管道内瓦斯爆炸剧烈程度受管径、管道长度及管道结构影响较大,瓦斯抽采系统安全防护布控时应充分考虑以上因素.

关键词：瓦斯爆炸数值模拟涡耗散模型流场特征反应速率

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热载荷作用下天然气管道泄漏扩散特性分析

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管道技术与设备 2018年第2期 9-12页

作者：任海峰大庆市油建公司第十三项目部黑龙江大庆163000

文中考虑热载荷作用,采用k-ε湍流流动模型和涡耗散燃烧模型,建立了架空天然气管道泄漏扩散模型,研究了环境风速对泄漏天然气扩散燃烧及相邻火灾作用下扩散过程的影响。研究结果表明,在泄漏天然气扩散并且燃烧时,环境风速小于1 m/s虽对... 详细信息

文中考虑热载荷作用,采用k-ε湍流流动模型和涡耗散燃烧模型,建立了架空天然气管道泄漏扩散模型,研究了环境风速对泄漏天然气扩散燃烧及相邻火灾作用下扩散过程的影响。研究结果表明,在泄漏天然气扩散并且燃烧时,环境风速小于1 m/s虽对天然气扩散方向影响明显、但对其扩散范围和速度影响较小,环境风速超过7 m/s时,天然气扩散范围和速度明显增大;在相邻火灾作用时,低风速时天然气扩散受热源作用更大,但随风速增大其对天然气扩散速度和范围影响明显增强。

关键词：天然气管道泄漏热载荷风速数值模拟涡耗散模型

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转底炉平焰烧嘴燃烧过程的数值模拟

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过程工程学报 2017年第3期17卷 512-519页

作者：刘雨仇灝刘和平钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

分别采用涡耗散模型和非预混燃烧模型模拟烧嘴内的燃烧条件.结果表明,增加煤气喷入速度和降低空气喷入速度,C_xH_y,CO和H_2的消耗速率及CO_2和H_2O的生成速率减小,火焰长度增加.相同计算条件下,采用涡耗散模型计算的高温区域比非预混燃... 详细信息

分别采用涡耗散模型和非预混燃烧模型模拟烧嘴内的燃烧条件.结果表明,增加煤气喷入速度和降低空气喷入速度,C_xH_y,CO和H_2的消耗速率及CO_2和H_2O的生成速率减小,火焰长度增加.相同计算条件下,采用涡耗散模型计算的高温区域比非预混燃烧模型计算的高温区域集中;煤气喷入速度增加,涡耗散模型计算的回流区域减小,空气喷入速度增加,回流区域略有增加,煤气喷入速度和空气喷入速度变化对非预混燃烧模型计算的回流区域无影响.涡耗散模型预测流场分布更准确,非预混燃烧模型预测温度分布更准确.

关键词：转底炉烧嘴数值模拟涡耗散模型非预混燃烧模型

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超音速火焰喷涂过程的CFD仿真计算

超音速火焰喷涂过程的CFD仿真计算

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作者：马佰庆天津大学

学位级别：硕士

超音速火焰喷涂技术以其超高的焰流速度和相对较低的温度,在喷涂金属碳化物和金属合金等材料方面显现出了明显优势,成为热喷涂领域中的一项重要工艺方法。超音速火焰喷涂过程是一个十分复杂的过程,它涉及到燃料的燃烧、湍流现象、可压... 详细信息

超音速火焰喷涂技术以其超高的焰流速度和相对较低的温度,在喷涂金属碳化物和金属合金等材料方面显现出了明显优势,成为热喷涂领域中的一项重要工艺方法。超音速火焰喷涂过程是一个十分复杂的过程,它涉及到燃料的燃烧、湍流现象、可压缩流动、气-固两相流动甚至是气-液-固三相流动以及亚音速／超音速之间的转变等许多物理化学过程。影响超音速火焰喷涂涂层质量的工艺参数众多,而且参数之间都彼此相互影响。借助数值模拟方法对超音速喷涂过程进行仿真,可以分析喷涂过程中的气体动力学和颗粒动力学,为提高涂层质量提供理论指导。本文以计算流体动力学软件Fluent为计算平台,采用Realizable k-ε湍流模型、离散相模型、单步反应机理的涡耗散模型以及8步反应机理的涡耗散概念模型,对以氧气为助燃气体,液体煤油为燃料,WC-17Co为喷涂粉末材料的JP-5000型的超音速火焰喷涂过程进行了仿真模拟。分析了在不同燃烧反应模型下气态流场中温度、速度、马赫数、压强以及各气体组分的变化规律。通过加入离散相模型,对WC-17Co粉末颗粒的飞行轨迹、颗粒速度和温度进行了研究,得出了燃烧模型、颗粒直径、颗粒形状与颗粒注入速度对颗粒飞行轨迹、颗粒速度和温度的影响规律。本文旨在为优化超音速火焰喷涂工艺参数提供一些理论指导。计算结果表明,燃烧模型会影响整个气体流场的分布,从而也就影响了喷涂颗粒在气体流场中的动力学行为。当氧气质量流量为0.022kg/s,液态煤油质量流量为0.007kg/s时,涡耗散模型(EDM)预测燃烧室内的最高温度为3250K,压强能达到9.65个大气压,经喷管加速后,焰流在喷枪出口处的速度为2260m/s左右;涡耗散概念模型(EDC)预测燃烧室内的最高温度为3280K,压强能达到6.56个大气压,经喷管加速后,焰流在喷枪出口处的速度为2550m/s左右。综合考虑颗粒直径对飞行轨迹、颗粒速度和温度的影响,较适合的颗粒直径范围为10-40μm。适宜的颗粒注入速度范围为10-15m/s,小直径的颗粒最优注入速度约为15m/s,大直径的颗粒最优注入速度约为10m/s。

关键词：超音速火焰喷涂涡耗散模型涡耗散概念模型计算流体动力学 Fluent

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