朱志宝[1]（2021）在《磨粒流精密加工阀套内表面工艺和质量控制方法研究》文中研究说明航空航天及汽车传动等领域的飞速发展对液压系统的稳定性和可靠性提出了更高的需求,并且阀的加工质量很大程度上决定了液压系统工作的可靠性。然而精密阀套存在着大量直径较小的交叉孔,交叉孔处毛刺以及阀套内壁面加工质量严重影响了液压系统的工作性能。因此,本文采用磨粒流精密加工方法对阀套内壁面及交叉孔进行光整处理,建立磨粒流加工阀套内表面工艺,提出了磨粒流精密加工阀套内表面质量的控制方法,为磨粒流精密加工技术的发展奠定了基础。本文采用大涡模拟方法以及合理的亚格子模型,针对阀套工件在三种不同的模芯结构、不同加工参数以及侧孔出流条件下进行数值模拟分析。1)对于不同的流道结构模型,通过分析流道内静态压强、速度分布规律、壁面剪切力以及颗粒对壁面产生的压力发现在磨粒流加工阀套内表面工艺中,倾斜模芯结构下,颗粒对壁面的材料去除更加均匀,表面质量更高。2)在倾斜模芯结构下,针对不同加工参数选取加工压力和磨粒目数对磨粒流加工阀套内表面工艺进行数值模拟分析,以预测材料的去除效率和表面加工质量。在不同的加工压力下分析壁面剪切力、速度、动态压强以旋涡的存在对颗粒流动产生的影响;在不同的磨粒目数下着重分析壁面剪切力和颗粒压力对壁面切削作用的影响规律。通过分析得到了磨粒流精密加工阀套内表面工艺中磨粒对壁面的作用机理,获得了不同参数对壁面加工质量的影响规律。3)对于侧孔作为边界条件,在不同的流速与黏度的情况下,分析流体的应变率、速度矢量、壁面剪切力对交叉孔边缘圆角半径的大小、毛刺的去除以及径向孔壁面加工质量的影响,分析发现流体粘度越低、速度越大,交叉孔边缘圆角半径越大,流体黏度越高、速度越大径向孔壁面加工质量越高。采用响应曲面设计的方法对磨粒流加工阀套内表面工艺进行试验研究,试验结果表明:加工压力与磨粒目数对磨粒流加工产生显着性影响,通过参数的二次响应曲面图以及等值线图发现粗糙度存在极小值点,利用响应优化方法得到了磨粒流加工阀套内表面的最佳工艺参数。经过磨粒流精密加工后的阀套内表面粗糙度数值可达到0.218μm,而且发现在磨粒目数较大的情况下材料去除并不明显,加工压力过大会划伤工件表面。最后采用方差分析的方法建立了粗糙度的预测模型,通过控制参数水平可以预测磨粒流加工后表面质量变化,提出了磨粒流加工阀套内表面的质量控制方法。针对阀套径向孔作为出口,探究不同参数对径向孔壁面及边缘加工质量的影响规律,分析发现采用高速低黏流体加工后交叉孔边缘圆角半径更大,为保证交叉孔边缘有较小的圆角,应选用低速高粘流体进行加工。
黄康进[2]（2021）在《随钻测量（MWD）铜合金外筒冲蚀磨损模拟与实验研究》文中研究指明随钻测量（MWD）由于能够实现井眼轨迹监测,提高钻井速度,在石油钻井工程中得到了广泛的应用。然而,当流体中夹带的固体颗粒冲击设备壁面,会使壁面受到损坏,从而导致设备性能下降和缩短随钻测量仪器的使用寿命。为了防止突发的故障和降低维修费用,预报设备磨损的位置和准确预测出设备的冲蚀率是必须的。然而,试验监测手段时间长,成本高,存在许多不确定的风险。计算流体动力学（CFD）是预测冲蚀速率的有力工具。CFD能够弥补实验缺陷,观测到实验难以实现的颗粒特性（冲击速度、冲击角度和冲击数量）,被广泛应用于设备的冲蚀预测。本文采用现场试验和数值模拟相结合的方法,对MWD外筒的冲蚀过程及其冲蚀机理进行研究。试验是在某石油工程公司提供的现场工况环境下进行的。基于CFD冲蚀预测主要包括三个步骤:（1）获得流动解,（2）颗粒跟踪并计算颗粒特性,（3）冲蚀模型计算。对于高压工况,还需要额外考虑流固耦合（应力）的作用。此外,通过开发了一个用户自定义函数（UDF）代码,计算颗粒特性和冲蚀率。并将计算结果与试验进行对比,确保CFD模拟结果正确可靠。网格研究表明,适当的网格划分、近壁面处理和湍流模型选择是获得良好的CFD冲蚀预测的光键。计算结果表明,Realizableκ-ε湍流模型能较准确地预测上部区域的冲蚀剖面,冲蚀深度与实验数据吻合较好。但其总质量损失在下游区域存在过度预测。而RSM湍流模型能较好的预测总质量损失。此外,传统的冲蚀模型不考虑应力的影响,难以准确预测高压工况的冲蚀速率。为了研究不同参数对MWD外筒冲蚀磨损的影响,基于CFD计算不同流体排量、颗粒浓度和颗粒直径对MWD外筒冲蚀磨损的影响。结果表明,MWD冲蚀磨损主要分布在上部区域,颗粒浓度和排量都能提高冲蚀速率。而颗粒直径对冲蚀率是先增大后减少的,但总质量损失不断减少。对于试验测量方法,采用宏观测量和微观观测两种方法。在宏观方面,用电子天平测量冲蚀前后MWD外筒的总质量损失,超景深三维轮廓技术测量其局部深度。结果表明,冲蚀磨损主要分布在突然收缩区域且冲蚀速率整体趋势从上到下逐渐减少。此外,高压工况会加剧MWD外筒表面磨损,扩大其冲蚀范围。在微观方面,利用超景深三维显微镜对样品进行了研究,了解MWD外筒的微观结构。结果表明,计算流体动力学（CFD）和实验方法可用于识别和解释不同区域的冲蚀机理。MWD外筒表面形貌显示出四种冲蚀模式,即微切削、裂纹、凹坑和塑性变形。使用NiCrAlY/Al2O3-20%TiO2对MWD外筒进行梯度涂层。试验结果表明,NiCrAlY/Al2O3-20%TiO2具有很好的抗冲蚀和抗压等性能,大大提高MWD仪器在恶劣工况的使用寿命。
赵宪冰[3]（2021）在《PET回收料气力输送机理及装置的研究》文中研究说明气力输送系统具有结构简单、设备布局灵活、自动化程度高等特点,被广泛应用在橡胶、煤矿、食品、建筑、农业、化工等各个领域。对于PET加工过程中产生的回收料采用气力输送的方式进行运输,该方法具有能量损耗小、输送效率高、无环境污染等优点。阐述了PET回收料气力输送的机理,明确了输送管道内的气固两相流的流型;分析了输送物料的特征,诸如:物料的形状和尺寸、物料颗粒的比表面积、物料的真实密度和堆积密度、物料的流动性、物料的黏附性和吸湿性等对气力输送的影响;根据物料颗粒的空气动力学特性,探讨了PET回收料在气流中的受力和运动情况,以及影响PET回收料被悬浮输送的条件;研究了影响气力输送的因素,如输送气流流速、固气比、输送气量等。提出了PET回收料气力输送工艺流程,设计了一套用于PET回收料输送的气力输送装置,采用旋转卸料器和文丘里物料加速器相结合的方式,为整个输送系统进行供料和输送物料加速,提高了输送能力;采用脉冲袋式除尘器作为气固分离装置,滤布使用褶皱式滤布增加过滤面积,既减小了除尘器的占地体积,又保证了分离气体达标排放。给出了气-固两相流的气相控制方程和颗粒的运动方程;探讨了离散相颗粒的曳力模型、气相湍流模型和输送弯管的磨损模型;对PET回收料气力输送的工况作出明确定义。根据不同的工况建立几何模型进行仿真模拟,得到不同弯径比弯管内的气相速度变化、湍流动能变化、管内压降变化、颗粒的运动状态和速度变化、弯管的磨损情况,对所得结果进行分析,得到弯管内湍流动能变化、弯管内压降变化、颗粒的运动状态和速度变化、弯管的磨损情况,确定了PET回收料气力输送的最佳弯径比和最佳气流流速。本课题研究成果可为同类物料的气力输送的研究设计提供依据。
宋梓枫[4]（2021）在《水平气固两相流动的模拟研究》文中研究指明水平方向气固两相流动过程在日常生活和工业生产中应用广泛。然而对其复杂性的认识还亟待完善。随着计算能力的发展,计算流体力学方法已成为研究气固两相流的重要手段。为了进一步加深对气固两相流的认识,探索临近空间中的气固两相流动规律,本论文使用MP-PIC（Multiphase Particle-in-cell）计算方法,首先通过对圆形管道内稀相气力输送过程的模拟对模型进行验证,进而对临近空间内颗粒群释放实验进行模拟。主要研究内容和结果如下:对于圆管内稀相气力输送过程,通过将模拟结果与实验测量数据进行对照,讨论了现有气固两相研究理论和计算模型的准确性。结果表明,颗粒-壁面间碰撞模型对结果准确性有显着影响。对比不同颗粒曳力模型的计算结果,发现采用大于均匀分布曳力模型的曳力计算时,颗粒和气体速度分布结果更为准确。这说明有必要发展适用于水平气固体系的颗粒曳力形式。在单相湍流计算模型的基础上,引入了反映颗粒作用的源项,发现在目前工况中引入源项后的修正效果较差,在分析可能的原因后调整了源项形式,改进了气体湍流强度的计算结果。为了模拟临近空间内复杂气象条件下颗粒群的运动过程,本论文首先论证了现有以连续介质假设为基础的计算流体力学方法在临近空间环境中的适用性,为实验中颗粒选型提供了参考依据。根据实验平台装置情况,模拟了颗粒群从料筒内排空过程,发现颗粒在排空过程中会由于碰撞而产生水平方向速度,并以此为基础进行后续模拟。对颗粒释放后运动情况的模拟结果表明,在水平风场的作用下,颗粒群水平方向平均速度会不断趋近于风场速度。因而可以通过测量释放后颗粒群运动情况,得到临近空间内风场的细节特征。上述模拟为实验方案的可行性以及后续后续实验设计提供了参考。
庞博学[5]（2021）在《非牛顿流体-颗粒两相流的颗粒动理学理论与数值模拟》文中研究说明现有的颗粒动理学理论大多针对气固流动而建立,而在液固流动中颗粒惯性作用显着减弱,紊动扩散趋势增强。在稠密液固两相流颗粒相本构关系中应综合体现流体湍流脉动-颗粒作用以及颗粒间碰撞的共同影响,发展建立稠密液固两相流颗粒动理学模型具有重要意义。此外,大部分工业液态流化介质均表现出典型的非牛顿流变特性,研究非牛顿流体各流变参数对固相颗粒流动特性的影响十分必要。液固流化床以及钻井过程中的岩屑颗粒输运是典型的非牛顿流体-颗粒两相流工业应用,对上述工业过程中的两相混合特性以及颗粒在液相中的悬浮和沉积的研究具有实际意义。本文基于颗粒动理学理论,考虑液相湍流脉动-颗粒作用,引用稠密气体分子动理学中碰撞分量结果求解高颗粒浓度下的固相应力及脉动能传导通量,推导获得了颗粒剪切粘度、体积粘度、颗粒压力以及脉动能传导等固相传输系数的显式表达式,建立了稠密液固两相流颗粒动理学模型。在液固两相流动中,由该模型计算得到的固相传输系数较原模型高;而在颗粒惯性作用较强的气固流动中,该模型计算得到的固相传输系数与原模型十分接近,二者间差异仅体现在较低颗粒浓度时的流体湍流脉动贡献。针对非牛顿幂律流体-颗粒相间作用,提出了考虑流变特性影响的相间曳力模型,在高颗粒浓度（εs≥0.2）下基于Ergun方程修正了颗粒间隙表面处非牛顿流体表观流变参数,在低颗粒浓度（εs<0.2）下基于Wen-Yu模型修正了颗粒雷诺数并采用了考虑流性指数影响的Cd-Ren关联式。在牛顿流体中,该非牛顿曳力模型可退化为Gidaspow模型。在液固鼓泡流化床计算中,相较于原颗粒动理学模型,本文液固颗粒动理学模型计算获得了与实验结果更吻合的床内平均颗粒浓度和速度。当液相速度高于2.5倍最小流化速度时,固相粘度由其动力分量主导;当固相浓度高于0.25时,其粘度中碰撞分量占优。在液固循环流化床计算中,本文模型计算获得了与实验值更吻合的颗粒浓度及速度沿提升管径向的分布。此外,采用该液固颗粒动理学模型结合本文非牛顿流体-颗粒相间曳力模型对幂律流体颗粒流化床的计算表明,在不同流变参数、颗粒直径以及液相流速下该曳力模型均得到了与实验值更加吻合的床层空隙率结果。针对井筒环空内非牛顿钻井液对岩屑颗粒的输运机理进行了数值模拟研究。计算得到了岩屑浓度及速度分布沿钻杆旋转方向的摆荡现象以及包括悬浮区、移动床区和固定床区在内的岩屑颗粒运移三层流态。井斜角较低时,岩屑运移以悬浮流动方式为主;井斜角较高时,岩屑颗粒滚动运移流态逐渐凸显。井斜角在35°到65°之间时,岩屑输运效率最低而液固流动压降最高。之后,采用嵌入式滑移网格方法实现了岩屑输运过程中钻杆的行星旋转。钻杆的轨道公转周期性地刮削环空底部岩屑床,更多岩屑颗粒由固定床层进入悬浮区进而被运移出井筒。当钻杆自转与公转反向时,将出现显着的液固两相二次流。随着钻杆自转、公转速度以及公转半径的增大,岩屑输运效率得到一定程度的提高,然而这显着地增大了液固混合物施加在钻杆上的力矩。此外,提出了脉冲钻井携岩方案并对其改善岩屑输运的效果进行了数值模拟。脉冲钻井液显着降低了移动床区岩屑浓度并增大了固定床区岩屑轴向速度,提高钻井液速度脉冲的振幅和频率将增大岩屑输运效率。针对非牛顿流体各流变参数的影响,对钻井环空内塑性赫巴流体-岩屑两相流动进行了数值模拟研究。在赫巴特性钻井液对岩屑的输运过程中,提高钻井液屈服应力、稠度系数以及流性指数使得其悬浮分散岩屑颗粒的能力增强,环空底部岩屑轴向流动加速,切向流动面积扩大,岩屑输运效率提高。随着钻井液屈服应力的增大,环空底部岩屑轴向流动增强,而环空上方岩屑轴向流动略有减弱。当钻井液稠度系数及流性指数均较低时,井筒内的岩屑运移为脉动的不稳定过程。
郑晓静,王国华[6]（2020）在《高雷诺数壁湍流的研究进展及挑战》文中指出高雷诺数壁湍流（high Reynolds number wall-bounded turbulence,HRNWT）是目前湍流科学研究的一个热点也是一个难点,对其现象、规律及机制的认知不足,理论体系远未建立而且研究手段受到各种限制.本文基于对HRNWT主要研究手段的介绍,针对HRNWT中的湍流统计量、超大尺度结构（very large scale motions, VLSMs）的尺度和形态以及起源和影响及其与颗粒的相互作用,总结了HRNWT的研究现状和最新进展,特别梳理了近年来本文作者团队在HRNWT特别是高雷诺数颗粒两相壁湍流方面的研究成果,并对HRNWT的进一步研究给出了建议及展望.
邵文博[7]（2020）在《弯头与泵内固-液两相流粗颗粒运动与磨损特性的模拟研究》文中研究说明深海、深地资源开采中,固-液两相混输系统是非常重要的。系统中的弯头是控制输送方向必不可少的部件,而泵是系统的动力核心。由于输运介质中含有大量硬质固体颗粒,在运行过程中会撞击冲刷弯头内壁面和泵的过流部件,造成部件的材料磨损,从而危害整个混输系统的运行安全。由于,深海、深地设备安装、操作复杂,维修和更换成本高昂,对设备的耐磨损性能要求较高,因此,固-液两相流混输系统中弯头和泵内颗粒碰撞与磨损机理的研究具有重要的科学和应用价值。近年来,有关学者采用不同的方法研究了弯头磨损形成的机理,亦有不少学者研究了固-液两相流泵内过流部件磨损特性并探究了形成的机理。数值模拟作为一种重要的研究方法,可以获得实验中难以测量的数据,如颗粒的冲击速度和角度、流体对颗粒的各种作用力等,可以从微观角度分析各个因素对磨损的贡献,对磨损形成的机理问题的研究中起着关键性作用。但是,由于固-液两相流中,颗粒与流体强烈的相互影响,两相在质量、动量、湍流与能量均可能相互作用,这为构建精确的数值模型提出了诸多挑战。本研究将从这一角度出发,尝试建立精确可靠的固-液两相流数值模型,并对弯头和泵内颗粒产生的磨损特性和形成机理进行探索研究。本文基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamic,CFD）方法求解流场,离散元方法（Discrete Element Method,DEM）求解颗粒场,流场和颗粒场在欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）框架下耦合,建立了两相之间的作用力和动量传递机制模型;基于RANS计算方法,通过对湍流速度的随机抽样来考虑速度脉动对颗粒运动的影响,通过在湍动能和湍流耗散方程中添加源项来考虑颗粒对湍流强度的影响;通过软件的应用程序编程接口（Application Programming Interface,API）嵌入磨损模型,并对比弯头磨损实验数据选择合适的磨损计算模型;建立了较为精确的基于CFD-DEM方法的固-液两相流及磨损预测数值模型,研究了颗粒尺寸、形状、浓度等颗粒特性和流速对90°弯头内壁和一款混流泵过流部件磨损的特性,主要研究工作和成果如下:（1）基于CFD-DEM方法建立了考虑颗粒与湍流相互作用的固-液两相流模型,对照Shigeo Hosokawa等人和Alajbegovic等人的实验,利用改进的CFD-DEM模型,计算管内颗粒与流体的速度分布和颗粒运动对湍流强度的影响,对比实验结果表明,模拟结果与实验结果基本一致,改进的CFD-DEM模型能准确计算固-液两相流动中流场分布和颗粒运动。另外,参照Zeng等人的磨蚀实验,建立对应的弯头几何模型,将E/CRC磨损和Oka磨损模型嵌入软件进行耦合计算,分别对比计算结果与Zeng等人的实验结果,选择能准确计算材料磨损的模型。结果表明,E/CRC模型针对液-固两相流动中磨损问题的计算更加准确。（2）研究了90°弯头内流体和颗粒运动特性。分析颗粒形状、尺寸、浓度等颗粒特性和流速对颗粒运动的影响,结果表明,弯头内颗粒团聚主要发生在75°-90°范围内,受到撞击的颗粒加速旋转,并在管内二次流的作用下延续到下游直管段,颗粒受流体作用力大小与颗粒-流体间相对速度关系较大。（3）研究了90°弯头内磨损特性与形成机理。结果表明,磨损量最大出现在弯头87°附近的位置。颗粒受流体曳力较大,基本在超过曲率角50°之后与壁面接触,对弯头的破坏形式以划擦切削为主。颗粒浓度越大,速度越大,弯头外壁磨损越严重,但磨损率增长速度随浓度增大而减小,随速度增大而增加。颗粒粒径越大,对流体的跟随性越差,与壁面越容易发生碰撞,管壁磨损越严重。（4）研究了一款混流泵内磨损特性与形成机理。针对自开发的两级混流泵,研究颗粒浓度、形状和不同流量工况对叶片磨损的影响,结果表明,首级叶轮和导叶叶片磨损程度较次级叶轮和导叶叶片磨损程度更加严重,叶轮叶片磨损主要发生在叶片工作面和后盖板交界处,导叶叶片磨损主要发生在叶片凹面和前盖板交界处。颗粒越光滑,流道内滞留颗粒数量越多,与叶片表面的碰撞频率越大,而叶片磨损程度越小。
张高福[8]（2020）在《泥沙颗粒对于冲击式水轮机的流动特性影响研究》文中研究表明当今世界,随着化石能源的不断消耗以及环境污染问题的日益严重,水能作为一种清洁能源开始在各国受到大力开发。现阶段,我国中水头段水力资源的开发利用技术已经日趋完善,但也伴随着可开发量愈来愈少,水电建设的重心开始转向具有开发难度较大的高水头水力资源的西部地区,而具有独特优势的冲击式水轮机开始受到广泛关注。但目前对于冲击式水轮机的研究相比于其他水轮机仍较为落后,近些年来才逐渐开始涉足射流在与水斗相互作用过程中伴随着射流之间以及射流与水斗之间干涉的复杂动态过程。至于考虑水轮机实际运行时流动介质中混有泥沙颗粒的相关研究则更少。因此本文在完成冲击式水轮机全流域的气液两相非定常计算的基础上,向流场中加入固体颗粒以模拟水轮机实际运行中水中裹挟泥沙的真实情况,本文研究的具体内容及结论如下:1.结合模型试验,在喷针开度为18mm条件下,即固定流量完成三个不同转轮转速的全流域气液两相非定常计算。将数值模拟得出的外特性值与模型试验结果进行了对比,对比结果表明采用数值模拟方法能够较好的预测冲击式水轮机气液两相流动的外特性,数值模拟方法的可靠性得到验证;同时通过具体分析不同转速下射流与单个水斗作用的过程,发现转轮的转速会直接影响射流与单个水斗的作用过程,又会影响逸散废水的排出过程而间接影响射流的展开,使单个水斗呈现出不同的出力特性,进而使转轮总出力及水轮机效率出现差异;2.在两相计算基础上,向流场中加入固体颗粒实现含泥沙流动的模拟。通过不同颗粒直径及浓度条件下的数值模拟,同时分析冲击式水轮机给水机构流场中泥沙颗粒的分布规律及其对给水机构内流动特性的影响。发现泥沙颗粒在给水机构内的分布主要受到自身离心惯性力及场中涡结构的作用,同时,泥沙颗粒的加入会改变原本流场中的涡结构的形态及分布并造成新的涡结构的产生,并造成能量损失的增加,而不同直径的颗粒对流态的影响程度不同,加之自身惯性不同,其分布特性具有差异。配水环管内部分分岔管处的能量损失受颗粒直径及浓度影响较大,但喷嘴内的损失情况受颗粒直径及浓度影响均较小。3.进一步分析泥沙颗粒对冲击式水轮机转轮区流动特性的影响。通过具体对比与分析清水及含沙水工况下射流与水斗相互作用的过程,发现加入泥沙颗粒后,射流冲击水斗的展开过程以及成为废水后的排出过程均受到影响:射流所形成水膜的形状发生改变,且颗粒在水斗工作面内分布集中,导致水膜中水的分布不均匀。进而造成水对水斗的有效作用大幅减小,射流与水斗的能量转换效率降低,使单个水斗的平均出力及转轮总出力均降低,水轮机效率降低。相比于颗粒直径,其浓度更能影响水斗及转轮的出力,进而影响水轮机总效率。
全列[9]（2020）在《球形颗粒在微管流中惯性迁移现象的数值研究》文中进行了进一步梳理在管道泊肃叶流动里,悬浮颗粒与流动相互作用,会由于流体惯性力作用导致颗粒有序迁移和聚集现象,从而自动实现颗粒的分离、移除或者处理。在当前快速发展的微流控领域里,利用颗粒的惯性聚集行为可以实现低成本、高效率的颗粒被动筛分技术,具有广阔的应用前景。颗粒在管道中的输运属于多相流动,除了在极小雷诺数下将惯性作用线性化后能够利用渐近展开法得到近似解,对于工程应用中有限雷诺数下的颗粒输运问题目前还没有理论解。另外,实验观察难以获得颗粒和流场全时空的物理信息。得益于计算机技术和数值方法的快速发展,近年来各类数值方法已经被用来研究惯性迁移,并取得了一定进展。本文采用格子玻尔兹曼方法,对中性悬浮球形颗粒在不同壁面几何形状的管道中的输运过程进行直接数值模拟,获得流场和颗粒的全时空信息。本论文的特色是系统模拟和比较单颗粒、双颗粒和多颗粒在圆管、槽道、方管和矩形管中的输运过程,从而从应用角度更全面地理解颗粒惯性迁移的流体力学机理。本文首先研究了单颗粒在不同壁面形状、雷诺数、颗粒尺寸中的惯性迁移特点。其次对双颗粒在管道流动中的相互影响进行研究,发现在平衡位置的平面内,双颗粒由于颗粒尾流而发生的横向迁移后对齐成链和颗粒轴向距离趋于定值的现象。最后在双颗粒基础上进一步模拟了多颗粒输运过程,分析了多颗粒在管道流动中对齐并形成轴向距离一致的链条的原因。在这些数值模拟过程中,研究了管道雷诺数、颗粒阻塞比、颗粒体积分数等对颗粒惯性迁移和聚集的影响。研究发现多颗粒成链现象随着雷诺数增加变得更加明显。一个有趣的发现是,在轴对称的圆管里颗粒惯性迁移的轨迹在横截面投影是直线,但是在矩形管中颗粒惯性迁移的轨迹在横截面投影可以是一条曲线;造成曲线轨迹的原因和颗粒旋转角速度因流场缺乏对称性而发生较为微妙的变化有关。以上结果为微流控技术中的被动颗粒筛分技术设计提供了理论指导。本论文的另一个工作是独立推导出矩形管道单相层流的非定常理论解,为矩形管道层流直接数值模拟提供了验证基准。
王冬雪[10]（2020）在《散料自由下落诱导气流流动规律研究》文中研究指明粉尘弥散造成的空气污染严重威胁工农业生产安全和大气环境质量,是亟待解决的一大难题。散料自由下落对周围气流的卷吸和释放是粉尘弥散的一大诱因,但是由于自由落料诱导气流呈现出不稳定的弱动态变化,气流与颗粒之间、颗粒与颗粒之间的相互作用机理十分复杂,而目前对散料下落过程中气相和颗粒相的动力学行为的研究还不够深入。因此,深入研究自由落料过程中颗粒与气流的耦合机理,分析诱导气流的流动规律和颗粒的动态衍变行为,能够为工农业生产过程中粉尘弥散的抑制提供理论基础和科学依据。本文基于中粮食转运现场建立实验模型,选择粮食作物作为颗粒物料进行自由落料诱导气流流动规律和颗粒运动特性的探索。通过测量整个落料过程的总气流速度大小对诱导气流进行表征,并利用单因素法对幂函数拟合关系进行量化分析,探讨了落料高度、质量流量、粒度和落料管空间等相关性因素与诱导气流之间的关系。研究结果如下:诱导气流速度与落料高度的1.29次方成正比,与落料质量流量的0.35次方成正比;在实验粒度范围内,诱导气流速度随着粒径的增大而增大,幂函数拟合系数和指数分别由0.2236和0.2691增加到0.4580和0.3843;在实验落料管径条件下,诱导气流在管径120 mm处最大,随着管径的减小和增大均呈现减小的趋势。利用量纲分析的方法,在实验数据的基础上建立了计算诱导气流量的半经验模型,经过验证确定该模型的误差在20%以内。并对其他计算模型在本文实验条件下的适用性进行了对比分析,结果表明,颗粒尺寸是决定计算模型适用性的关键因素之一。利用CFD-DEM耦合方法对自由落料过程进行了数值模拟,并对颗粒流的动态流动过程以及颗粒扩散特征、诱导气流的速度特征、压力特征等实验中难以观察到的一些参数的相关规律进行分析,发现颗粒速度与下落高度成正比,并随下落时间的增长而增大;模拟绿豆颗粒以0.68 kg/s的质量流量下落155 cm时,颗粒流束的直径dh随着下落高度H的数值关系可用公式dh=0.109H+0.049来表示;不同高度截面的气流速度分布和压力分布趋势大致相同,数值均随下落高度的增大而增大,落料盘附近的气流流动性最强。该论文有图33幅,表7个,参考文献110篇。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 磨粒流精密加工技术国内外现状 |
| 1.2.1 磨粒流精密加工国外研究现状 |
| 1.2.2 磨粒流精密加工国内研究现状 |
| 1.3 大涡模拟简介与应用 |
| 1.3.1 大涡模拟中亚格子模型的发展 |
| 1.3.2 大涡模拟的应用 |
| 1.4 课题来源与主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 论文研究路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 磨粒流加工理论及大涡模拟方程 |
| 2.1 两相流的分类 |
| 2.2 两相流基本模型特点分析 |
| 2.2.1 两流体模型基本方程 |
| 2.3 磨粒流加工中颗粒受力分析 |
| 2.3.1 阻力计算的基本关系式 |
| 2.3.2 颗粒加速度力 |
| 2.3.3 流体的不均匀力 |
| 2.4 磨粒流的研究与处理方法 |
| 2.5 湍流数值模拟方法 |
| 2.6 大涡模拟 |
| 2.6.1 非定常Navier-Stokes方程的空间滤波 |
| 2.6.2 滤波函数 |
| 2.6.3 过滤后的非稳态纳维斯托克斯方程 |
| 2.7 亚格子模型 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 磨粒流加工要素及磨粒微切削理论 |
| 3.1 夹具设计 |
| 3.2 磨粒流抛光液分析 |
| 3.2.1 磨料组成 |
| 3.2.2 磨粒流抛光液配比 |
| 3.2.3 研抛液流变性检测 |
| 3.3 磨粒流微切削理论 |
| 3.3.1 磨粒微切削量 |
| 3.3.2 磨粒流加工表面创成分析 |
| 3.3.3 多刃加工特性与多方向切削功能 |
| 3.3.4 磨粒流流动形态 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磨粒流精密加工阀套内表面数值模拟分析 |
| 4.1 模型建立与参数设计 |
| 4.1.1 阀套的几何模型 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 Fluent计算参数设定 |
| 4.2 不同流道结构数值分析 |
| 4.3 不同参数数值模拟分析 |
| 4.3.1 不同加工压力下加工质量影响分析 |
| 4.3.2 不同磨粒粒径下加工质量影响分析 |
| 4.4 侧孔出流数值模拟分析 |
| 4.4.1 不同黏度下磨粒流加工质量分析 |
| 4.4.2 不同速度下磨粒流加工质量分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 阀套内表面磨粒流精密加工工艺及质量控制研究 |
| 5.1 试验准备与工件处理 |
| 5.1.1 试验前期准备 |
| 5.1.2 样件处理 |
| 5.2 响应面试验设计 |
| 5.3 内壁面磨粒流加工试验分析 |
| 5.3.1 宏观表面分析 |
| 5.3.2 粗糙度及三维形貌分析 |
| 5.3.3 微观形貌分析 |
| 5.3.4 响应面试验结果分析 |
| 5.4 全因子试验设计 |
| 5.5 交叉孔磨粒流加工试验分析 |
| 5.5.1 粗糙度分析 |
| 5.5.2 微观形貌分析 |
| 5.5.3 交叉孔处圆角分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 随钻测量技术的研究现状 |
| 1.3 冲蚀磨损研究现状 |
| 1.3.1 冲蚀磨损机理 |
| 1.3.2 冲蚀模型 |
| 1.3.3 冲蚀磨损的主要参数 |
| 1.3.4 冲蚀磨损研究进展 |
| 1.4 冲蚀磨损试验设备 |
| 1.4.1 泥浆罐冲蚀试验 |
| 1.4.2 直接冲击射流试验装置 |
| 1.4.3 管道回路冲蚀试验装置 |
| 1.5 研究意义及主要内容 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验准备和过程 |
| 2.3 试验数据采集和处理系统 |
| 2.3.1 材料质量损失测量 |
| 2.3.2 三维磨损形貌和微观形貌观察 |
| 2.4 小结 |
| 3 冲蚀磨损CFD模型的构建 |
| 3.1 连续性模型 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 近壁面处理 |
| 3.2 离散相模型 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 颗粒反弹模型 |
| 3.3 冲蚀模型 |
| 3.3.1 Oka冲蚀模型 |
| 3.3.2 王华坤应力冲蚀模型 |
| 3.4 流体-固体相互作用 |
| 3.5 CFD模拟设置 |
| 3.5.1 几何模拟和网格划分 |
| 3.5.2 边界条件 |
| 3.6 小结 |
| 4 冲蚀磨损CFD模拟分析 |
| 4.1 CFD模拟不确定因素分析 |
| 4.1.1 网格无关性分析 |
| 4.1.2 湍流模型 |
| 4.2 影响参数分析 |
| 4.2.1 流体排量对冲蚀深度和总质量损失的影响 |
| 4.2.2 颗粒含量对冲蚀深度和总质量损失的影响 |
| 4.2.3 颗粒直径对冲蚀深度和总质量损失的影响 |
| 4.3 小结 |
| 5 冲蚀磨损CFD模拟与试验对比 |
| 5.1 总质量损失 |
| 5.2 局部冲蚀深度 |
| 5.3 冲蚀机理分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 气力输送简介 |
| 1.2 课题研究的背景及意义 |
| 2 气力输送技术分析 |
| 2.1 气力输送研究国内外现状 |
| 2.2 气力输送系统的工业应用 |
| 2.3 气力输送系统分类 |
| 2.3.1 按管道内压强 |
| 2.3.2 按管道中气-固两相流的流动状态 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 PET回收料的气力输送机理研究 |
| 3.1 输送管道中气固两相流的基本流型 |
| 3.2 输送物料自身的特征 |
| 3.2.1 物料的形状与尺寸 |
| 3.2.2 物料颗粒的比表面积 |
| 3.2.3 物料颗粒的真实密度和堆积密度 |
| 3.2.4 物料的流动性 |
| 3.2.5 物料的黏附性和吸湿性 |
| 3.3 PET回收料的空气动力学特性 |
| 3.3.1 气流作用在物料颗粒上的力 |
| 3.3.2 沉降速度 |
| 3.3.3 悬浮速度 |
| 3.4 气力输送主要参数 |
| 3.4.1 输送气流流速 |
| 3.4.2 固气比 |
| 3.4.3 输送气流流量 |
| 3.4.4 输送气流流量对固气比的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 PET回收料气力输送装置设计 |
| 4.1 PET回收料气力输送工艺流程 |
| 4.2 装置主要部件设计与选择 |
| 4.2.1 风机的选择 |
| 4.2.2 旋转卸料器 |
| 4.2.3 物料加速装置 |
| 4.2.4 输送管道的设计 |
| 4.2.5 除尘器设计 |
| 4.2.6 接料斗的设计 |
| 4.2.7 储料仓的设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 输送过程数值模拟及分析 |
| 5.1 两相流模型 |
| 5.1.1 气相控制方程 |
| 5.1.2 颗粒运动方程 |
| 5.2 离散相下的曳力模型 |
| 5.2.1 Ergun和Wen&Yu曳力模型 |
| 5.2.2 Di Felice曳力模型 |
| 5.3 湍流模型 |
| 5.4 输送管道磨损模型 |
| 5.5 PET输送工况及几何模型建立 |
| 5.5.1 PET回收料气力输送工况 |
| 5.5.2 几何模型和控制条件 |
| 5.6 弯管数值模拟及结果分析 |
| 5.6.1 弯径比对两相流和弯管的影响 |
| 5.6.2 输送速度对两相流和弯管的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 气固水平流动研究概述 |
| 1.3 气力输送工况特点和研究进展 |
| 1.3.1 稀相气力输送实验测量 |
| 1.3.2 水平气固两相体系的数值模拟研究 |
| 1.3.3 目前存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于MP-PIC算法的气固两相流数学模型 |
| 2.1 背景介绍 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 气相控制方程 |
| 2.2.2 颗粒相控制方程 |
| 2.3 气体相湍流模型 |
| 2.3.1 单相湍流模型 |
| 2.3.2 两相湍流计算和颗粒湍流源项 |
| 2.4 颗粒受力分析与计算模型 |
| 2.4.1 气固两相流动中颗粒所受曳力 |
| 2.4.2 其它气固两相间作用力 |
| 2.4.3 其他颗粒受力 |
| 2.4.4 气体湍流对颗粒作用 |
| 2.5 颗粒碰撞模型 |
| 2.5.1 颗粒壁面碰撞模型 |
| 2.5.2 颗粒间碰撞模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 水平圆管稀相气力输送工况的模拟 |
| 3.1 模拟条件设置 |
| 3.1.1 计算区域和网格设置 |
| 3.1.2 物性条件设置 |
| 3.1.3 计算模型设置 |
| 3.2 计算结果验证 |
| 3.2.1 计算稳定性分析 |
| 3.2.2 网格无关性验证 |
| 3.3 颗粒碰撞模型对计算结果的影响 |
| 3.3.1 碰撞模型对平均压降的影响 |
| 3.3.2 碰撞模型对颗粒分布的影响 |
| 3.3.3 管道中气体和颗粒平均速度计算结果 |
| 3.4 颗粒曳力模型对计算结果的影响 |
| 3.4.1 曳力模型分析 |
| 3.4.2 曳力模型对计算结果的影响 |
| 3.5 气体和颗粒脉动结果分析和修正 |
| 3.5.1 不同曳力下气体湍流计算结果 |
| 3.5.2 气体脉动速度计算与修正 |
| 3.5.3 颗粒脉动速度结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 临近空间内颗粒释放实验模拟 |
| 4.1 临近空间内计算流体力学研究方法可靠性验证 |
| 4.1.1 临近空间内气体物性条件分析 |
| 4.1.2 临近空间稀薄气体效应对计算的影响 |
| 4.1.3 实验设备与装置情况 |
| 4.2 临近空间内单颗粒下落过程模拟 |
| 4.2.1 单颗粒运动轨迹分析 |
| 4.2.2 单颗粒释放后速度变化分析 |
| 4.3 颗粒从料筒中释放过程模拟 |
| 4.3.1 料筒内剩余颗粒随时间变化情况 |
| 4.4 临近空间内颗粒释放实验模拟 |
| 4.4.1 计算区域设定和排空前风场初始状况分析 |
| 4.4.2 对排空前风场状况的模拟 |
| 4.4.3 颗粒释放后运动情况分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 液固两相流动的数值模拟 |
| 1.2.1 液固两相流动的直接数值模拟 |
| 1.2.2 液固两相流动的连续-离散颗粒模型 |
| 1.2.3 双流体模型及颗粒动理学理论 |
| 1.2.4 颗粒在液相流体中的紊动扩散 |
| 1.3 液固流化床内的颗粒流动 |
| 1.4 钻井环空内的岩屑颗粒输运 |
| 1.5 非牛顿流体-颗粒两相流动及其相间曳力 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 液固两相流动数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 液固两相控制方程 |
| 2.2.1 质量守恒方程 |
| 2.2.2 动量守恒方程 |
| 2.2.3 非牛顿流体本构方程 |
| 2.2.4 颗粒相本构方程 |
| 2.3 液固两相流颗粒动理学模型 |
| 2.3.1 液固两相流颗粒相本构关系 |
| 2.3.2 颗粒剪切粘度 |
| 2.3.3 颗粒压力 |
| 2.3.4 颗粒体积粘度 |
| 2.3.5 颗粒脉动能传导系数 |
| 2.4 非牛顿流体-颗粒相间作用 |
| 2.4.1 高浓度下的非牛顿流体-颗粒相间曳力 |
| 2.4.2 低浓度下的非牛顿流体-颗粒相间曳力 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 流化床内液固两相流动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 鼓泡流化床内液固两相流动的数值模拟 |
| 3.2.1 模拟工况与计算条件 |
| 3.2.2 颗粒粘度及剪切应力与原颗粒动理学模型的对比 |
| 3.2.3 颗粒浓度与原颗粒动理学模型及实验的对比 |
| 3.2.4 颗粒速度与原颗粒动理学模型及实验的对比 |
| 3.2.5 鼓泡床内液相表观流速的影响 |
| 3.3 循环流化床内液固两相流动的数值模拟 |
| 3.3.1 模拟工况与计算条件 |
| 3.3.2 颗粒浓度与原颗粒动理学模型及实验的对比 |
| 3.3.3 颗粒速度与原颗粒动理学模型及实验的对比 |
| 3.3.4 颗粒粘度与原颗粒动理学模型的对比 |
| 3.3.5 循环回路内颗粒流动特性分析 |
| 3.3.6 提升管内液相表观流速的影响 |
| 3.3.7 提升管内固液流量比率的影响 |
| 3.4 非牛顿流体-颗粒相间作用的模拟 |
| 3.4.1 模拟工况与计算条件 |
| 3.4.2 高颗粒浓度下非牛顿曳力模型的验证 |
| 3.4.3 低颗粒浓度下非牛顿曳力模型的验证 |
| 3.4.4 非牛顿流体-颗粒相间曳力系数对比分析 |
| 3.4.5 非牛顿流体作用下的颗粒粘度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钻井环空内液固两相流动特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钻井环空内岩屑运移机理研究 |
| 4.2.1 模拟工况与计算条件 |
| 4.2.2 计算模型验证 |
| 4.2.3 三层岩屑运移流型分析 |
| 4.2.4 钻井液流速的影响 |
| 4.2.5 井筒倾斜角的影响 |
| 4.2.6 岩屑粒径及钻进速度的影响 |
| 4.3 钻杆行星运动的环空内岩屑输运数值模拟 |
| 4.3.1 模拟工况与计算条件 |
| 4.3.2 钻杆行星运动井筒内岩屑流态分析 |
| 4.3.3 钻杆旋转状态的影响 |
| 4.3.4 钻杆自转及公转速度的影响 |
| 4.3.5 钻杆公转半径的影响 |
| 4.4 脉冲钻井环空内岩屑输运数值模拟 |
| 4.4.1 模拟工况与计算条件 |
| 4.4.2 脉冲钻井岩屑运移流态分析 |
| 4.4.3 不同井筒结构内的脉冲钻井携岩 |
| 4.4.4 钻井液脉冲振幅及频率的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 赫巴流体流变特性对钻井环空内颗粒流动的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钻井环空内赫巴特性钻井液携屑数值模拟 |
| 5.2.1 模拟工况与计算条件 |
| 5.2.2 赫巴流体屈服应力对岩屑运移的影响 |
| 5.2.3 赫巴流体稠度系数对岩屑运移的影响 |
| 5.2.4 赫巴流体流性指数对岩屑运移的影响 |
| 5.2.5 赫巴流体流变参数对环空压降的影响 |
| 5.2.6 赫巴流体流变参数对拟颗粒温度的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 1 引言 |
| 2 主要研究手段 |
| 3 统计特性 |
| 4 VLSMs的尺度与形态 |
| 5 VLSMs的起源和影响 |
| 6 颗粒与HRNWT相互的影响 |
| 7 结论与展望 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 冲蚀磨损国内外研究现状 |
| 1.2.1 颗粒冲蚀模型研究现状 |
| 1.2.2 固-液两相流模型研究现状 |
| 1.3 数值模拟方法研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 数学模型理论基础 |
| 2.1 流体控制方程 |
| 2.2 颗粒运动方程 |
| 2.2.1 曳力模型 |
| 2.2.2 升力模型 |
| 2.2.3 压力梯度力 |
| 2.2.4 虚拟质量力 |
| 2.2.5 颗粒接触模型 |
| 2.3 磨损模型 |
| 2.3.1 E/CRE(Erosion/ Corrosion Research Center)磨损模型 |
| 2.3.2 Oka磨损模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 90°弯头内流动与颗粒分布特性分析 |
| 3.1 改进的CFD-DEM数值模型准确性验证 |
| 3.2 弯头几何模型及边界条件设置 |
| 3.3 颗粒模型设计 |
| 3.4 90°弯头内固-液两相流动研究 |
| 3.4.1 网格无关性验证 |
| 3.4.2 90°弯头内二次流分布 |
| 3.4.3 浓度对弯头内颗粒运动的影响 |
| 3.4.4 流速对弯头内颗粒运动的影响 |
| 3.4.5 颗粒尺寸对弯头内颗粒运动的影响 |
| 3.4.6 颗粒形状对颗粒运动的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 90°弯头内壁磨损研究 |
| 4.1 90°弯头磨损模型验证 |
| 4.2 弯头磨损计算 |
| 4.2.1 不同浓度工况下壁面磨损分析 |
| 4.2.2 不同流速下壁面磨损分析 |
| 4.2.3 不同粒径颗粒造成的壁面磨损 |
| 4.2.4 不同颗粒形状造成的壁面磨损 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 固-液两相输送混流泵叶片磨损分析 |
| 5.1 模型介绍 |
| 5.1.1 混流泵几何模型 |
| 5.1.2 计算模型及边界条件设置 |
| 5.1.3 网格无关性验证 |
| 5.2 模型验证 |
| 5.2.1 泵内颗粒运动预测验证 |
| 5.2.2 泵内磨损合理性说明 |
| 5.3 计算结果分析 |
| 5.3.1 首-次级叶轮和导叶叶片磨损对比 |
| 5.3.2 颗粒浓度对叶片磨损的影响 |
| 5.3.3 偏工况下泵叶片磨损情况分析 |
| 5.3.4 不同球形度的颗粒对叶片磨损情况分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结及展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 .国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 冲击式水轮机数值模拟研究现状 |
| 1.2.2 水力机械含沙流动研究现状 |
| 1.2.3 研究现状综述 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 数值模拟计算理论 |
| 2.1 多相流理论 |
| 2.1.1 多相流求解方法 |
| 2.1.2 均相与非均相模型 |
| 2.1.3 固体相受力分析 |
| 2.2 基本流动控制方程与湍流模型 |
| 2.2.1 基本流动控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.3 模型的构建与网格的划分 |
| 2.3.1 模型的建立 |
| 2.3.2 网格划分 |
| 2.4 冲击式水轮机模型特性曲线 |
| 2.5 数值模型的选取与边界条件设置 |
| 2.5.1 两相流动的求解设置 |
| 2.5.2 三相流动的求解设置 |
| 2.6 网格无关性验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 冲击式水轮机两相流动计算及外特性分析 |
| 3.1 数值模拟与试验的对比验证 |
| 3.2 单个水斗工作过程分析 |
| 3.3 转速对转轮区流动特性的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 泥沙颗粒对给水机构流动特性影响分析 |
| 4.1 清水工况内流场分析 |
| 4.1.1 配水环管流场分析 |
| 4.1.2 喷嘴流场分析 |
| 4.2 含沙工况内流场分析 |
| 4.2.1 各支路颗粒的流量分布 |
| 4.2.2 配水环管内颗粒分布特性及流场分析 |
| 4.2.3 喷嘴内颗粒分布特性与流场分析 |
| 4.3 给水机构能量损失分析 |
| 4.3.1 配水环管能量损失分析 |
| 4.3.2 喷嘴能量损失分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 泥沙颗粒对转轮区流动特性影响分析 |
| 5.1 泥沙颗粒对水轮机出力及效率的影响 |
| 5.2 泥沙颗粒对单个水斗工作过程的影响 |
| 5.2.1 泥沙颗粒对射流展开的影响 |
| 5.2.2 泥沙颗粒对单个水斗受力的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 数值模拟方法介绍 |
| 2.1 格子玻尔兹曼方法 |
| 2.2 管道边界条件处理 |
| 2.2.1 管道进出口周期性边界条件 |
| 2.2.2 壁面无滑移边界条件 |
| 2.3 颗粒相解析处理 |
| 2.3.1 颗粒表面边界条件处理 |
| 2.3.2 颗粒作用力处理 |
| 2.4 程序框架与并行策略 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数值方法验证 |
| 3.1 单相流动模拟验证 |
| 3.1.1 二维泊肃叶流动的对比验证 |
| 3.1.2 三维泊肃叶流动的对比验证 |
| 3.2 圆管中单个颗粒迁移的对比验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 单颗粒惯性迁移数值研究 |
| 4.1 单颗粒惯性迁移的重要参数 |
| 4.2 二维泊肃叶流动中的颗粒运动信息 |
| 4.3 单颗粒迁移过程的物理图像分析 |
| 4.4 单颗粒在矩形管中的惯性迁移研究 |
| 4.4.1 矩形管中颗粒的特殊迁移现象 |
| 4.4.2 矩形管中颗粒迁移过程的物理图像 |
| 4.5 旋转角速度对颗粒惯性迁移的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 多颗粒在管道流动中的数值研究 |
| 5.1 双颗粒的对齐现象 |
| 5.1.1 双颗粒在槽道流动中的相互作用 |
| 5.1.2 双颗粒在方管流动中的相互作用 |
| 5.2 圆管中多颗粒成链条机理 |
| 5.3 矩形管中多颗粒成链条机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 气固两相流研究现状 |
| 1.3 自由下落颗粒流研究现状 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 2 颗粒自由下落实验系统 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.2 实验物料 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.4 实验数据 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 诱导气流相关性因素实验分析 |
| 3.1 下落高度与诱导气流的关系 |
| 3.2 物料质量流量与诱导气流的关系 |
| 3.3 物料粒度与诱导气流的关系 |
| 3.4 落料管径与诱导气流的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 诱导气流半经验模型建立和对比分析 |
| 4.1 量纲分析 |
| 4.2 半经验模型建立 |
| 4.3 模型误差分析 |
| 4.4 计算模型适用性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 诱导气流的CFD-DEM耦合数值研究 |
| 5.1 基础原理 |
| 5.2 物理模型建立 |
| 5.3 操作及材料参数 |
| 5.4 模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 颗粒与气流运动特征的模拟结果分析 |
| 6.1 颗粒流的动态流动过程分析 |
| 6.2 颗粒扩散特征分析 |
| 6.3 气流速度特征分析 |
| 6.4 气流压力特征分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
