黄磷冷凝塔气-液两相流场数值模拟

以计算流体力学(CFD)为基础,在三维坐标系下采用κ-ε标准湍流模型、传热模型求解流场温度及速度,采用Lagrange模型追踪粒子轨迹,对冷凝塔内流场情况进行分析。结果表明,不同高度气体的速度、温度分布均不相同,喷淋水使气体的分布情况变得更为复杂。在塔内气体温度与速度变化趋势相同,水滴的运动受气体流动影响。模拟结果对黄磷冷凝塔的改进有一定的参考价值。     

氧化沟流场的计算流体力学数值模型研究

该研究发展了氧化沟计算流体力学模型。采用三维标准k-ε湍流计算流体力学模型对全尺度氧化沟进行了数值模拟和试验验证,并用动量源项方法描述倒伞曝气机对氧化沟中流体的驱动作用,试验结果和模拟计算间良好的一致性证明了模型的合理性。模拟和试验均发现大量低流速区域的存在,尤其是表面曝气机下部靠近沟底的区域,有必要改善氧化沟的水力学性能。同时,对网格独立性进行了验证,比较了不同湍流模型的计算结果。     

基于结构参数响应的内循环流化床流体特性优化数值模拟

流化床是一种结构复杂而能量转化高效的反应器型式,为了实现系统化的内循环流化床优化设计,利用欧拉-欧拉双流体模型构建了不同结构的CFD流化床模型,在分别改变高径比、导流筒与反应器的直径比和底隙高度3个结构因素的情况下,考察流化床内全流场、局部流场、液相运动速度及气含率等气液两相流的响应特性,分析结构因素及操作因素对流体运动的内在影响,阐明工程优化设计的方向.数值模拟结果表明:高径比主要影响气液流动型态,低高径比时容易出现漩涡和返混,工程中应采用导流内构件并重视气体分布装置的合理设计;导流筒与反应器的直径比主要影响液体循环速度,存在一个合理的区间,考虑流动速度与气含率,流化床直径比可取0.6～0.8,最佳取值为0.7;底隙高度影响流化床底泥区的流体运动,应约等于流化床下降区的缝隙长度.CFD模拟可作为污染控制技术工业放大和优化设计的辅助工具.     

基于Fluent软件的SABR反应器流场模拟

分段进水厌氧折流板反应器(SABR)是一种高效的污水生物处理反应器,流场十分复杂。运用通用商业计算流体力学(CFD)软件Fluent对SABR反应器进行流场模拟,用Solidwork建立反应器流场实体模型,采用分块结构化网格技术实现了适用于复杂形体的分块结构化网格的计算程序,采用修正的k-epsilon双方程湍流模型以及滑移网格法(SG)处理反应区。分别考察了进水流量为0.276,0.420,0.840,1.680 L/h时厌氧反应器的速度场、压力场以及湍动性能。结果表明,计算所选模型能较准确地预测反应器流场情况,模拟结果与实测结果比较符合,具有较高的参考价值,对今后SABR反应器的进一步研究与改进有着十分重要的意义。     

独头巷道受限贴附射流特征参数对流场的影响研究

根据独头巷道受限贴附射流规律,基于独头巷道受限贴附射流特征参数计算,分析风筒出口直径与流场的关系、风筒出口风速与射流轴心速度变化的关系等,得出独头巷道受限贴附射流特征参数对流场有影响较大,各项特征参数与流场关系的研究使得对独头巷道的通风环境监控更加有利。从而达到改善此类工况的作业环境并提高此类工况的安全系数。     

应用XCT断层扫描技术和GAN深度学习模型的多孔介质微观结构定量研究

物质在土壤中的迁移转化行为是研究地下水动力学的核心问题。定量化表征多孔介质拓扑结构并计算分析相关表面形态学参数,为研究复杂介质内物质运移微观机理提供了重要的数据基础和参数。应用微米级X射线计算机断层扫描(XCT)和图像处理技术,结合前沿的机器学习算法重建和定量分析多孔介质微观结构,可快速、批量创建高分辨率的复杂多孔介质研究样本。首先采用XCT技术,提取石英砂和散装土壤两类典型多孔介质的微观孔隙结构;而后基于生成对抗神经网络(GAN)模型重构复杂多孔介质的微观空间结构,与XCT扫描图像进行交叉验证;最后,计算获取Minkowski形态学参数,并基于多孔介质微观结构开展计算流体力学（CFD）数值模拟,计算石英砂和土壤多孔介质内的流动特征和渗透率。结果表明：1)GAN生成的合成数据与原始数据符合KS同分布,说明GAN能够成功合成与原始图像结构空间分布模式一致的图像;2)Minkowski宏观参数评价误差的较小,KS同分布结果表明,多孔介质样本的结构异质性会在一定程度上影响GAN模型的计算精度和效率;3)Open FOAM模拟计算得到的渗透率结果表明,GAN模型生成的多孔介质图像与原始图像具有...     

山谷污染物扩散过程CFD并行计算方法的研究

以WINDOWS2000操作系统和通用CFD软件FLUENT为基础,研究构建了不同的并行计算硬件平台的方法,计算了典型的山谷污染物扩散过程的湍流流场。通过对SMP、MMP两种并行处理方法的分析,研究了并行计算方法的优缺点。结果表明：尽管MMP平台比务件相当的SMP平台并行计算效率偏低,但具有相当高的效费比,在环境、污染相关问题的CFD计算中极具应用前景。     

新型气升式氧化沟流体力学特性的数值模拟

以基于计算流体力学的FLUENT 软件为工具,选用雷诺应力模型对小试气升式氧化沟的三维流场进行模拟研究,比较了进气量分别为0.25,0.5,0.75m3/h 以及污泥浓度分别为2.5,5.0g/L 时的流速和流态.结果表明,气升式氧化沟的流态从整体上看是完全混合的,但其底部由于流速较大又具有推流特性;进气量对液相流速影响明显,对整体流态并无影响,污泥浓度对流速和流态影响都很小;将模拟结果与实际测试数据对比,表明该模拟结果可靠,可用于小试反应器的流体力学特性研究.     

湿法烟气脱硫雾化喷嘴的数值模拟

用计算流体力学软件Fluent进行脱硫雾化喷嘴的内部流场的数值模拟,为喷嘴的优化设计找到一种准确、经济又快捷的方法,对加快脱硫设备国产化有一定的参考意义.