气泡-液体封闭多射流的大涡模拟研究

气泡-液体封闭多射流的大涡模拟研究

一、气泡-液体闭式多股射流的大涡模拟研究(论文文献综述)

代祥[1](2020)在《面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究》文中研究表明农药在线混合应用可在实现精准变量喷雾的同时减少农药浪费及环境污染,以及避免人药直接接触,开展面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究可为农药的精准变量施用提供可行技术方案。本文基于理论分析研究了液态农药与水在线混合过程,以设计能促进液态农药均匀混合、同时在脉动注入时能减轻混合浓度不一致性的混药器结构。研究表明:较强的湍流强度及农药分散注入可提高液态农药混合效果,农药注入量增加可提升农药在检测管各处分布概率;依靠湍流混合效果及农药注入脉动抑制结构,可减轻时间序列上浓度不一致性;进而可设计出基于湍流混合的文丘里型射流混药器(A)、基于农药多点注入的夹层孔管混药器(B)、以及由上述两种结构结合的夹层孔管射流混药器(C)和通过简化混药器C获得的简化夹层混药器(D),混药器D也可视作基于夹层孔管结构优化的混药器A。基于主成分分析PCA算法对上述液态农药混药器进行均匀性性能评价。结果表明:随载流流量(Q)增高混药器均匀性均逐渐改善,但从Q=800增加至2000mL/min所带来的H值(PCA算法所得)变化不及将混合比(P)从1:100增至10:100明显;随着P增加,各混药器表现不同,混药器A均匀性逐渐下降;混药器B在P较高条件下性能优于混药器A;混药器D(Have=12.46)优于混药器A(Have=15.35)和混药器B(Have=14.65),但次于混药器C(Have=4.08);混药器D经进一步结构优化通常可满足均匀性要求。基于时间序列上浓度变异系数法(CVT)进行了上述混药器浓度一致性评价,基于自相关(R)和近似熵(ApEn)描述了浓度脉动,即周期性特征。结果表明:较高的Q,P以及农药注入频率(F)有助于降低混合液浓度的不一致性(CV值);混药器A的CV值高达0.0412,同时表现出明显的周期特征和浓度脉动;具有夹层孔管结构衰减脉动噪声的混药器B降低CV至0.0125,自相关分析不能完全确定其注入周期,浓度序列自相关性最高;结合两者结构的混药器D虽仍表现出脉动特性,但CV低至0.026;混药器B虽可在农药脉动注入下降低浓度不一致性但结构复杂,而混药器D具有结构简单的优点;混合均匀性与浓度一致性有正相关性,脉动注入较强时需均匀性更好的混药器。完善了基于图像的液态农药混合均匀性评价体系。具有描述混合均匀性潜能的CVT算法、为评价混药器均匀性所提出的灰度共生矩阵法(GLCM),不能完全反映实际均匀性变化;信息熵(HIE)法高估均匀度;而单帧图像像素波动法(CVS),在混合液分层时有所低估;直方图二阶矩(HSM)法仅考虑ROI中的整体亮度变化,而无农药位置分布相关信息,使其稍夸大了不同工况下的均匀性差异;基于ROI子区域间相似性得到的面积加权法(OAU)和PCA法弥补了HSM的缺陷,获得了较高准确性。设计了基于气流卷携粉剂农药的多点注入射流混药器。使用气流卷携进行粉剂农药在线混合时,进气压力Pr改变了气液流型及喷雾效果;随Pr增大,流型逐渐从纯液流、少量气泡流转变成大量气泡流甚至环状流;喷雾液膜区逐渐减小至消失,喷雾角逐渐变大;初步确定了满足粉剂与载流充分混合基本条件,其在线混合工况为Q=1800mL/min,Pr=0.11MPa;多点注入射流混药器中注入点个数n、面积比m、喷嘴直径dn对均匀性影响显着,而嘴管距Lnt则不明显,最优结构参数为:n=2,m=1:4,dn=2.5mm,Lnt=4mm;利用OAU可对粉剂沉积均匀性进行评估,最优结构的多点注入射流混药器使得粉剂沉积分布均匀性达到0.8123,略低于预混合喷雾(0.8492),明显优于无混药器直接注入喷雾(0.6657)。将最优结构的多点注入射流混药器简化调整注入点至n=1,得到针对固态水分散粒剂农药(WDG)的单点注入射流混药器。因基于3D图像重构的WDG混合均匀性评价方法可行,故与基于单视角图像的方法一起可参与混药器性能评价。试验及分析评价表明:随着Q以及WDG加入量(ξ)升高,WDG分布均匀性明显上升,各区域粒子含量逐渐接近;颗粒沉降速度及检测距离增高可显着降低粒子流化作用,导致管底聚集;与载流密度相似,直径更小的WDG粒子将有助于其在线混合应用。本文通过分析液态和固态农药在线混合机理,设计了适用的在线混合混药器,并进行了基于图像的的混合效果性能评价研究,为该变量喷雾方式的实际应用提供了可行方案;同时,构建的基于图像方法进行农药在线混合效果评估的体系,丰富了非侵入式农药在线混合效果测试手段。

孙艳红[2](2018)在《高气液比井有杆抽油系统井下防气工具模拟》文中研究表明目前,我国大多数油田开发进入中后期,地层压力大幅下降,析出天然气增多;同时部分气驱油藏随着生产的进行,注入气逐渐突破采油井,导致生产井气液比较高。当采用有杆泵抽油时,气体进泵将占据一定空间,进泵液体减少从而降低充满系数,甚至引起“气锁”。气锚和防气抽油泵是解决气体影响抽油泵效的有效工具,两者可单独使用,也可组合使用,但其气液比的适用范围未给出定量评价,不能有效指导现场合理选择井下防气工具。为此本文采用数模和物模相结合的研究思路,对气锚和防气抽油泵进行了深入研究,主要完成了以下工作:(1)考虑气锚内部流体的复杂流场,采用数值模拟软件Fluent模拟气锚内部流体的气液两相流动。考虑泵阀的开启和关闭,采用泵专用数值模拟软件Pumplinx模拟防气泵内部的气液两相流动。(2)优选出油田现场分气效果最好的组合式气锚。建立了物理模型,采用动网格,考虑冲程和冲次,利用欧拉-PBM耦合模型,入口采用定压力边界和泵活动入口,通过数值模拟软件Fluent对气锚进行模拟,分析气锚内部流体的流场和速度场,计算不同气液比下气锚的分气效率。(3)优选出油田现场分气效果最好的强启闭防气泵。建立了防气泵的三维模型,并导入Pumplinx软件中对防气泵内部流体求解计算,分析防气泵内部流体的流场和速度场,计算不同气液比下防气泵的泵效。(4)基于气锚和防气泵的数值模拟,开展了组合气锚、强启闭防气泵和组合气锚-强启闭防气泵防气工具的空气-水模拟实验,整理分析实验数据,得出在不同气液比条件下防气工具的泵效。(5)本文以某注气驱采油井为例,分析了气体对抽油泵泵效的影响情况,以X2井为例进行了防气方案设计和机抽设计。该研究成果对类似高气液比油井具有重要的借鉴作用。本文以组合式气锚和强启闭防气抽油泵为研究对象,开展了井下防气工具气液比的适用范围的研究,为现场防气工具的优选及优化提供了重要的理论依据及方法。

朱强[3](2017)在《超低比转速高速离心泵水力设计与数值模拟》文中指出低比转速高速离心泵具有小流量、高扬程、结构紧凑等特点,被广泛应用于石油化工、航空航天等领域。但因其转速高,所以其内部流动与常见离心泵存在较大差异,如:在叶片吸力面易产生尾迹流,而压力面易出现射流等。高速泵的内外特性研究—直是流体机械领域重点研究课题。本文结合流量Qd=10m3/h、扬程H=410m、转速n = 8500r/min,比转速ns=18的高速泵的复合叶轮、蜗壳、诱导轮水力设计,利用三维湍流数值模拟方法,基于ANSYS CFX软件平台,对设计的高速离心泵进行全流道三维定常和非定常仿真计算,探索了高速离心泵内外特性的规律。研究得出了叶轮、蜗壳和诱导轮内的速度、压力分布特征,数值模拟预测水泵的外特性以及隔舌处的压力脉动特性。主要工作如下:(1)利用速度系数法和加大流量法,设计了流量Qd=10m3/h、扬程H = 410m、转速n = 8500r/min,比转速ns=18的高速泵的复合叶轮、蜗壳和等螺距诱导轮。(2)利用PRO/E和GAMBIT软件对离心泵的进水管、复合叶轮、蜗壳及等螺距诱导轮等过流部件进行三维建模,运用非结构化网格离散过流部件计算域。(3)为探求转速变化对离心泵内部流动影响,基于雷诺时均N-S控制方程和标准的k-ε湍流模型,利用ANSYSCFX软件,数值模拟了设计流量下6种不同转速的水泵内部流动,比较分析了转速对叶轮内静压和相对速度分布规律的影响。(4)针对设计转速n = 8500r/min,数值模拟离心泵高速运行在小流量0.4Qd、设计流量1.0Qd和大流量1.3Qd三种工况下的内外特性,研究得到了不同流量下复合叶轮内部压力场、速度场及蜗壳隔舌处的静压力场分布,数模预测高速泵的能量特性。(5)对带前置诱导轮的高速离心泵进行了三维定常数湍流值模拟,得出了小流量0.4Qd、设计流量1.0Qd和大流量1.3Qd三种工况的内外特性,对比了不同流量下诱导轮、叶轮的静压场和相对速度场分布;分析了前置诱导对水泵能量特性的影响。(6)数值模拟了带前置诱导轮的高速离心泵蜗壳与叶轮耦合非定常流动,得到了蜗壳隔舌处3个不同监测点,在小流量0.4Qd、设计流量1.0Qd和大流量1.3Qd三种工况下的压力脉动规律,对比分析了它们的时域特性和频域特性。(7)数值模拟了带前置诱导轮的高速离心泵叶轮叶栅及子午面上的空化情况,并就偏离设计点工况下诱导轮对泵汽蚀余量的影响进行了预测。

尹丽洁[4](2010)在《稠密气固两相流双流体大涡数值模拟研究》文中研究表明随着计算机技术和计算方法的不断发展,数值模拟方法已成为研究气固两相流动的重要方法之一。不断完善数值模拟方法,对深入研究气固两相流动的复杂机理以及影响因素有重要的意义。大涡模拟(LES)同时包含了直接数值模拟(DNS)和雷诺平均法(RANS)的思想,与DNS相比,LES可以用于模拟较高的Reynold数和较复杂的几何结构的流动,与RANS相比可获得更多的脉动信息,在湍流的数值模拟研究中有着重要的发展前景。目前,大涡数值模拟方法在单相流中已有较成熟的应用,在气固两相流中的应用尚需进一步的研究。本文采用体积分数加权平均方法,对气固两相流的输运方程进行过滤。考虑气相不可解尺度湍流和可解尺度湍流之间的动量输运,建立了考虑颗粒相浓度影响的气相亚格子粘度模型;基于颗粒动理学理论,根据Smagorinsky涡粘模型,考虑过颗粒相不可解尺度湍流和可解尺度湍流之间的动量输运,推导了颗粒相亚格子粘度模型;采用涡扩散模式,提出了颗粒相亚格子热传导系数方程,封闭了可解尺度拟颗粒温度方程;考虑了高颗粒浓度下介观尺度的影响,修正了颗粒相亚格子压力方程。建立了稠密气固两相流双流体大涡数值模拟(LESg-θ-LESp)模型。应用稠密气固两相流双流体大涡数值模拟模型,研究了鼓泡流化床内气固两相流动特性。模拟观察到了鼓泡流化床中气泡的长大、合并和破碎的运动过程。模拟结果得到了床内颗粒相时均可解尺度速度和脉动速度等分布,与Yuu等实测结果相吻合;得到了床内颗粒相时均浓度分布,与Taghipour等实测结果相吻合。研究发现不考虑颗粒相的亚格子尺度时,在床层中形成了较大的气泡,随着Cs的增加,气泡数量逐渐增加,平均气泡直径逐渐减小,时均可解尺度拟颗粒温度减小,颗粒浓度在床层中心处逐渐增加而在边壁处降低,时均滑移速度在床层中心处减小而在边壁处增加;随着颗粒浓度的增加,颗粒相亚格子尺度粘度和热传导系数减小,而颗粒相亚格子尺度压力增大。应用稠密气固两相流的双流体大涡模拟模型,研究了提升管内的气固两相流动特性。通过模拟结果可观察到提升管内的环-核流动结构,得到提升管内的时均颗粒相浓度、速度等分布,模拟结果与Knowlton等实测结果基本吻合。随着颗粒浓度的增加,可解尺度和亚格子尺度下的时均颗粒相的粘度和热传导系数逐渐增加,可解尺度下的时均颗粒相压力先增加,后减小,亚格子尺度下的时均颗粒相压力增加;随着Cs的增加,在床层中心区域,时均颗粒相浓度增加,气相和颗粒相可解尺度速度、颗粒脉动速度以及颗粒相可解尺度拟颗粒温度降低,在边壁区域变化趋势相反;有效时均颗粒相粘度和颗粒相热传导系数随Cs的增加而增加,有效时均颗粒相压力和颗粒湍动能随Cs的增加而减小;对曳力系数进行修正后时均颗粒相浓度、可解尺度拟颗粒温度、床层压降升高,气相和颗粒相可解尺度速度有所降低,但幅度很小,有效时均颗粒相粘度、颗粒相热传导系数和有效时均颗粒相压力增加。采用稠密气固两相流双流体大涡模拟模型,研究了化学链燃烧(CLC)反应器内的气固两相流动特性,研究发现,空气反应器和燃料反应器中的颗粒浓度呈现中间稀、边壁浓,下浓上稀的分布趋势,形成局部环-核流动的非均匀结构,其流动结构分别与单个提升管和鼓泡流化床类似。采用异相化学反应模型,研究了无载氧体循环的燃料反应器中CH4和NiO之间的催化燃烧反应,研究发现,随着时间的推移,燃料反应器中的NiO不断被还原为Ni,Ni、CO2和H2O的含量逐渐增多,但是由于反应器温度的降低和NiO含量的减少,使得化学反应速率逐渐减慢,导致Ni以及CO2和H2O增加的速度减慢,料层中CH4的含量逐渐增多。此外,由于此反应为体积增大的反应,在流化过程中,湍动更加剧烈,由于气泡的携带作用,燃料反应器顶部自由空间区域的CH4含量略高于料层上部,而CO2和H2O的含量低于料层上部。

陈晨[5](2009)在《垂直上升管内气液两相流的三维仿真与实验研究》文中提出当流体流过一非流线型物体时,在一定条件下漩涡会形成涡街,两相流涡街的形成与脱落除了与雷诺数有关,还与含气率有很大联系。两相流研究的一个基本课题是判断流动形态及其相互转变,另一个基本课题,是关于分散相在连续相中的运动规律及其对传递和反应过程的影响。随着计算机技术的快速发展,数值仿真也得到了相应的发展,成为分析和解决问题的强有力和用途广泛的工具。作为数值仿真的一个分支,计算流体动力学(CFD)也在最近的几十年时间里获得了长足的发展,广泛的应用于流体及多相流参数的测量,而且具有较高的可靠性和可信度。在参阅了大量的国内外有关气液两相流、流场实验技术、数值计算技术等相关文件的基础上,选用梯形柱为漩涡发生体,构造了流场的三维结构。本论文的研究目的在于,在已有的研究成果的基础上,通过采用气液两相流的实验研究和数值仿真相接合的方法,探索流场中气泡、液体两相湍流瞬态结构,产生机理及其相互作用。主要完成了以下工作:1、从理论上分析了涡街的脱落频率,和影响脱落频率的主要因素。2、根据经典理论,以雷诺平均N-S方程为控制方程,大涡模型为湍流模型,建立气液两相流的三维流场模型。3、进行了纯水实验,并将根据实验数据与仿真结果进行比对,仿真结果与实验平均相对误差小于5%,最小误差达到2.4%,表明模型对流场的模拟可信。4、运用验证后模型,对低含气率下两相流进行仿真,并将仿真结果与实验结果验证,该模型最大相对误差小于8%;平均相对误差小于5%,表明对两相流流场有较好的预测效果。5、对比单相与两相流仿真结果,研究漩涡发生体后流体横向速度与湍流,发现有气泡时液体的湍流脉动大于无气泡的相应值,说明了气泡加强了液体湍流,且气泡的湍流脉动大于液体的湍流脉动.6、改进了传统的仿真流程,在残差收敛数量级和运算精度不变的情况下降低了运算时间。

张喆[6](2009)在《气升式环流反应器CFD优化研究》文中提出气升式环流反应器(air-lift loop reactor ,简称ALR)是在鼓泡床基础上发展起来的一类气-液,气-液-固多相反应器。由于气升式环流反应器具有结构简单、造价低、能耗低、不易污染等优点,目前已广泛应用于工业生产,尤其是低耗氧微生物发酵,并越来越受到人们的重视。气升式环流反应器结构优化设计对于整个生物发酵生产过程的高效运行有着重要的意义。表明气升式环流反应器性能的主要参数有气含率、固含率空间分布、循环液速、相间传质系数和液相扩散系数等,他们是环流反应器设计与放大的基础。其中气含率和循环液速是体现气升式环流反应器性能的两个比较重要的参数,工业生产过程中要求反应器内保持较高的气含率和循环液速,从而达到较高的生产效率,影响气含率和循环液速的原因较多,其中导流筒直径是较为重要的因素之一。本文利用计算流体力学仿真软件Fluent 6.3分别对16L中心上升内循环气升式环流反应器和70L环隙上升内循环气升式环流反应器内的流动状态进行了流体力学仿真,研究了反应器内气液两相的分布情况,速度矢量以及压力的分布情况等。并且对采用不同导流筒直径取值的反应器中的流态进行了流体力学仿真和对比,分别得到了在两种气升式环流反应器中,不同导流筒直径取值的情况下反应器内气含率和循环液速的变化趋势,并分别对两种气升式环流反应器给出了最佳的导流筒直径取值范围。在该取值范围内时,反应器内气含率和循环液速都相对较高。本文以70L环隙上升内循环气升式环流反应器为对象,监测了从反应器内通气开始时到循环基本达到稳定时的反应器内外循环液速的变化曲线图,得到了循环液速随时间变化的规律。

周力行[7](2008)在《离散型湍流多相流动的研究进展和需求》文中提出离散型多相流动,指气体-颗粒(气-固)、液体-颗粒(液-固)、液体-气泡、气体-液雾以及气泡-液体-颗粒等两相或三相流动.这种类型的多相流动广泛存在于能源,航天和航空,化工和冶金,交通运输,水利,核能等领域.本文阐述了离散型多相流动的国内外基础研究,包括颗粒/液滴/气泡在流场中受流体动力作用力的研究,颗粒-颗粒,液滴-液滴,气泡-气泡之间以及颗粒/液滴和壁面之间碰撞和聚集规律的研究,颗粒-气体和气泡-液体湍流相互作用的研究,和数值模拟的研究,包括多相流动的雷诺平均模拟、大涡模拟和直接数值模拟的研究进展.最后,归纳了目前尚待研究的需求.

梅丹[8](2006)在《离心风机叶轮内气固两相流动及叶片磨损研究》文中研究说明用于排放、输送含尘气体的离心通风机,都是在高颗粒浓度环境下工作。固体颗粒在运动中与叶轮不可避免地发生摩擦、碰撞、反弹、磨损及沉积问题,从而影响叶轮机械的动平衡且危及其可靠性和使用寿命。数值模拟是气固两相流研究中极富前途的研究方法,目前,数值计算的方法也是研究风机叶轮内流场问题的主要途径,运用数值模拟技术实现叶轮磨损的可视化预测也是风机磨损研究的发展趋势之一。本文首先介绍了采用数值模拟方法所需要的计算流体力学的理论知识和计算程序,建立了计算所用的叶轮几何模型,在流体计算域中划分了结构性网格,然后讨论了湍流模型的选用,成功地将雷诺应力模型用于叶轮内单向旋转流场的数值计算,计算结果与相关实验文献相一致。与实验结果比较表明,计算结果更精确细致的展现了叶轮通道内的二次流现象。为了完成离心叶轮内气固两相流的模拟和叶片磨损的预测,本文采用了两种处理两相流的基本模型――颗粒轨道模型和多流体模型。在拉格朗日坐标系中,采用颗粒轨道模型计算了四种不同粒径的颗粒运动轨迹,以及叶轮各部分的磨损量;在欧拉坐标系中,采用双流体模型计算不同粒径和不同的入口浓度下,叶轮内的颗粒浓度的分布。同时,基于Malakoff and Grant的磨损率模型,本文成功的预测了不同粒径的颗粒对叶轮的磨损率和磨损位置。通过以上数值计算,分别得到了粒径为0.01mm、0.02mm、0.03mm和0.05mm的颗粒的运动轨迹、在叶轮中的浓度分布以及对叶轮各部分的磨损率;另外在颗粒入口浓度分别为0.01、0.1、0.2的条件下,得到了叶轮中的不同位置的浓度分布。同时,得到了磨损率和浓度分布之间的关系。与已有的实验结果比较表明,验证了数值模拟计算得到的结果的可信性。

杨玟,周力行,李荣先,L.S.Fan[9](2003)在《气泡-液体闭式多股射流的大涡模拟研究》文中研究表明采用气泡-液体两相流动的欧拉-拉氏大涡模拟,研究了矩形通道内多股射流形成的气泡-液体两相湍流流动,得到了气液两相湍流瞬态结构,产生和发展过程。研究结果发现气泡和液体都有瞬态大涡结构,气泡脉动比液体的强。大涡模拟统计结果给出了有无气泡两种情况下的液体湍流脉动速度均方根值分布。瞬态和统计结果都表明,气泡增大了液体湍流,液体湍流来源于其自身的剪切产生和气泡的作用。这与二阶矩模型模拟结果定性一致。

二、气泡-液体闭式多股射流的大涡模拟研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

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。

写法范例:

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。

(2)本文研究方法

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。

三、气泡-液体闭式多股射流的大涡模拟研究(论文提纲范文)

(1)面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及问题分析
        1.2.1 液液混合及其在线混合装置研究概况
        1.2.2 液固混合及其在线混合装置研究概况
        1.2.3 在线混合装置性能评价研究概况
        1.2.4 在线混合装置及其性能评价研究存在的问题分析
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究目的
        1.3.4 研究方法和技术路线
    1.4 本章小结
第二章 液态及固态农药在线混合机理及其混合装置
    2.1 基于流动扩散的液态农药在线混合机理及混药器
        2.1.1 湍流扩散条件下农药最短混合时间及其混合室最小长度
        2.1.2 湍流扩散条件下混合管内农药浓度分布
        2.1.3 液态农药脉冲点源注入轴向浓度分布
        2.1.4 用于液态农药提高混合均匀性及浓度一致性的混药器
    2.2 粉剂农药在线混合机理及混药器
        2.2.1 粉剂直接注入条件下的在线混合机理
        2.2.2 粉剂在气流卷携协助注入条件下的在线混合机理
        2.2.3 用于粉剂农药提高混合均匀性的混药器
    2.3 水分散粒剂农药在线混合机理及混药器
        2.3.1 水分散粒剂直接注入条件下的在线混合机理
        2.3.2 用于水分散粒剂提高混合均匀性的混药器
    2.4 本章小结
第三章 混药器在线混合试验及性能评价平台构建
    3.1 液态农药混药器在线混合试验及性能评价平台
        3.1.1 载流(水)供给系统(Ⅰ)
        3.1.2 农药供给系统(Ⅱ)
        3.1.3 基于图像的液态农药在线混合检测系统(Ⅲ)
        3.1.4 试验材料
        3.1.5 图像检测系统及可行性验证
    3.2 固态粉剂农药混药器在线混合试验及性能评价平台
        3.2.1 粉剂基础在线混合喷雾系统(Ⅰ)
        3.2.2 基于图像的喷雾效果检测系统(Ⅱ)
        3.2.3 基于图像的可湿性粉剂沉积均匀性检测系统(Ⅲ)
        3.2.4 试验材料
    3.3 固态水分散粒剂农药混药器在线混合试验及性能评价平台
        3.3.1 WDG在线混合系统(Ⅰ)
        3.3.2 基于图像的WDG在线混合检测系统
        3.3.3 试验材料
    3.4 本章小结
第四章 液态农药混药器在线混合均匀性研究
    4.1 液态农药在线混合均匀性评价算法
    4.2 试验设计
        4.2.1 算法验证试验
        4.2.2 混药器在线混合变工况试验
        4.2.3 混药器后不同延长距离在线混合试验
    4.3 试验结果与讨论
        4.3.1 算法验证试验结果
        4.3.2 四种混药器的在线混合均匀性比较
        4.3.3 混药器后外接输送管对混合均匀性的影响
    4.4 本章小结
第五章 液态农药混药器在线混合浓度一致性研究
    5.1 文丘里型射流混药器脉动注入下混合液浓度的不一致性
    5.2 混合浓度变化评价方法
        5.2.1 基于时间序列CV值的动态浓度一致性评价
        5.2.2 基于自相关函数的混合浓度周期性及脉动特性
        5.2.3 基于近似熵的混合浓度时间序列复杂度
    5.3 变工况试验设计及试验参数设置
    5.4 混合液浓度一致性及周期性分析
        5.4.1 文丘里型射流混药器(A)混合浓度一致性分析
        5.4.2 夹层孔管混药器(B)混合浓度一致性分析
        5.4.3 简化夹层混药器(D)混合浓度一致性分析
        5.4.4 不同混药器混合浓度一致性及脉动特性比较
    5.5 均匀性与浓度一致性统计学分析
        5.5.1 文丘里型射流混药器(A)与夹层孔管混药器(B)比较
        5.5.2 文丘里型射流混药器(A)与简化夹层混药器(D)比较
        5.5.3 夹层孔管混药器(B)与简化夹层混药器(D)比较
    5.6 本章小结
第六章 基于图像的液态农药混药器在线混合均匀性评价方法比较
    6.1 基于图像的混合均匀性特征提取方法
        6.1.1 基于显特征灰度直方图统计量的混合均匀性评价
        6.1.2 基于显特征灰度共生矩阵的混合均匀性评价
        6.1.3 基于显特征改进面积加权法的均匀性评价
        6.1.4 基于显特征变异系数(CV值)的均匀性评价
        6.1.5 基于隐特征主成分空间特征分布紧密度的均匀性评价
    6.2 算法评估原理及试验设计
        6.2.1 归一化混合均匀性指数评估原理
        6.2.2 评价方法验证试验
        6.2.3 混合装置在线混合试验
    6.3 结果和讨论
        6.3.1 均匀性分析方法测试及比较
        6.3.2 多视角图像计算结果比较
        6.3.3 基于优选算法对混药器混合图像重复处理
    6.4 本章小结
第七章 粉剂农药混药器在线混合数值仿真与试验
    7.1 多点注入射流混药器结构参数及数值仿真模型
        7.1.1 多点注入射流混药器结构参数确定
        7.1.2 多点注入射流混药器数值仿真模型
    7.2 试验方法及试验参数确立
        7.2.1 基于图像的流型及喷雾效果检测
        7.2.2 基于图像的粉剂农药沉积均匀性分析
    7.3 试验结果及讨论
        7.3.1 气体卷携粉剂农药在线注入喷雾可行性分析
        7.3.2 多点注入射流混药器在线混合均匀性数值仿真显着性分析
        7.3.3 基于数值仿真的多点注入射流混药器结构参数确定
        7.3.4 基于粉剂沉积均匀性的多点注入射流混药器性能评价
    7.4 本章小结
第八章 水分散粒剂混药器在线混合均匀性研究
    8.1 基于3D图像重构的WDG在线混合效果评价方法
        8.1.1 WDG分布图像采集、评价算法及其试验验证
        8.1.2 评价方法和算法
        8.1.3 算法可行性验证
    8.2 基于单视角图像的WDG在线混合效果评价算法
        8.2.1 基于单视角图像颗粒托起量的粒子分布效果度量
        8.2.2 基于单视角图像颗粒分布不均匀性指数的分布效果度量
    8.3 单点注入射流混药器试验过程
    8.4 结果与讨论
        8.4.1 载流流量对粒子分布效果的影响
        8.4.2 粒子加入量(相含率)对粒子分布效果的影响
        8.4.3 粒子种类对粒子分布效果的影响
        8.4.4 输送距离的延长对粒子分布效果的影响
    8.5 本章小结
第九章 研究总结与展望
    9.1 主要研究工作和创新性结论
        9.1.1 主要研究工作
        9.1.2 创新性结论
    9.2 进一步研究展望
攻读学位期间取得的成果
参考文献

(2)高气液比井有杆抽油系统井下防气工具模拟(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 目的意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 气锚的研究现状及应用
        1.2.2 防气泵的研究现状及应用
        1.2.3 CFD仿真技术在气锚和泵研究中的应用
    1.3 内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 井下防气工具数值模拟方法
    2.1 气锚数值模拟方法
        2.1.1 Fluent软件介绍
        2.1.2 气锚模拟方法
    2.2 井下防气泵模拟方法
    2.3 本章小结
第3章 井下防气工具数值模拟
    3.1 模型参数的计算
        3.1.1 高气液比油井生产参数
        3.1.2 生产油气比与实验油气比的转换
    3.2 组合气锚数值模拟
        3.2.1 优选气锚
        3.2.2 数值模型建立
        3.2.3 分气过程分析
        3.2.4 分气效率分析
    3.3 防气泵数值拟
        3.3.1 优选防气泵
        3.3.2 数值模型建立
        3.3.3 防气过程分析
        3.3.4 泵效分析
    3.4 组合气锚-防气泵数值模拟
        3.4.1 数值模型建立
        3.4.2 防气过程分析
        3.4.3 泵效分析
    3.5 本章小结
第4章 井下防气工具实验
    4.1 实验流程及设备
        4.1.1 实验流程
        4.1.2 实验配套装置
        4.1.3 实验步骤
    4.2 实验现象与分析
        4.2.1 组合气锚实验
        4.2.2 防气泵实验
        4.2.3 组合气锚-强启闭防气泵实验
    4.3 本章小结
第5章 实例井方案设计
    5.1 X区块气驱有杆泵抽油基本情况
    5.2 典型井方案设计
        5.2.1 X2情况分析
        5.2.2 组合气锚-强启闭防气泵方案
    5.3 小结
第6章 结论
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的研究成果

(3)超低比转速高速离心泵水力设计与数值模拟(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 长短叶片离心泵研究现状
        1.2.1 复合叶轮设计方法与理论
        1.2.2 复合叶轮离心泵外特性试验研究
        1.2.3 内流场数值模拟研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
第2章 复合叶轮高速离心泵水力设计
    2.1 复合叶轮设计
        2.1.1 复合叶轮设计原理
        2.1.2 复合叶轮参数选择
        2.1.3 加大流量设计法
        2.1.4 叶轮水体造型
    2.2 蜗壳设计
        2.2.1 蜗壳断面形状选择
        2.2.2 蜗壳主要结构参数
        2.2.3 蜗壳模型简化
    2.3 高速诱导轮设计
        2.3.1 诱导轮参数确定
        2.3.2 诱导轮与叶轮能量匹配
    2.4 三维计算域离散
        2.4.1 网格划分意义
        2.4.2 网格分类
        2.4.3 网格质量评估
        2.4.4 网格划分软件
        2.4.5 计算域非结构网格划分
    2.5 本章小结
第3章 高速泵三维湍流数值模拟方法
    3.1 CFD简要介绍
    3.2 流动控制方程
    3.3 湍流模型
    3.4 有限体积法
    3.5 耦合式求解法
    3.6 动静耦合交界面
    3.7 壁面函数法
    3.8 ANSYS CFX软件
第4章 无诱导轮高速泵三维湍流数值模拟
    4.1 确定计算参数
        4.1.1 定义模拟类型
        4.1.2 设置动静域
        4.1.3 设置边界条件
        4.1.4 设置域交界面
        4.1.5 求解精度控制
    4.2 计算求解
    4.3 网格无关性验证
    4.4 数值计算方案
    4.5 数值结果分析
        4.5.1 整机静压分布
        4.5.2 三种工况速度及压力梯度场
        4.5.3 叶轮中间截面相对速度矢量图
        4.5.4 长叶片进口静压云图
        4.5.5 外特性分析
    4.6 本章小结
第5章 前置诱导轮高速泵三维湍流数值模拟
    5.1 诱导轮数值模拟及分析
        5.1.1 进口子午面矢量图
        5.1.2 叶片静压分析
        5.1.3 叶片总压分析
        5.1.4 叶片流线分布
        5.1.5 外特性分析
    5.2 蜗壳梯度场分析
    5.3 蜗壳进口冲击损失分析
    5.4 外特性对比
    5.5 本章小结
第6章 高速泵三维非定常计算
    6.1 叶轮优化建模
    6.2 计算网格划分
    6.3 瞬态模拟设置
        6.3.1 时间步长设置
        6.3.2 耦合交界面设置
        6.3.3 收敛条件
        6.3.4 输出控制
    6.4 优化对比及外特性分析
    6.5 压力脉动预测
    6.6 本章小结
第7章 高速诱导轮离心泵空化数值模拟
    7.1 空化流动计算
        7.1.1 多相流模型
        7.1.2 湍流模型
        7.1.3 空化模型
        7.1.4 无量纲参数
    7.2 空化流动演变
    7.3 空化特性分析
    7.4 本章小结
第8章 总结与展望
    8.1 总结
    8.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文及参与课题

(4)稠密气固两相流双流体大涡数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 流化床的应用与发展
        1.2.1 流态化
        1.2.2 鼓泡流化床内气体-颗粒两相流动特性
        1.2.3 循环流化床内气体-颗粒流动特性
        1.2.4 耦合反应器
    1.3 气固两相流动数值模拟方法
        1.3.1 气固两相流动中气相湍流的数值模拟方法
        1.3.2 气固两相流动中颗粒相的数值模拟
        1.3.3 气固两相流动中相间相互作用的封闭
        1.3.4 数值模拟方法在气固两相流研究中的应用
    1.4 大涡数值模拟方法
        1.4.1 大涡数值模拟方法的发展
        1.4.2 滤波
        1.4.3 亚格子应力模型
        1.4.4 大涡数值模拟方法在气固两相流中的应用
    1.5 本文研究的主要内容
    1.6 本章小结
第2章 稠密气固两相流双流体大涡模拟模型
    2.1 引言
    2.2 双流体大涡模拟的数学模型
        2.2.1 气相质量和动量守恒方程
        2.2.2 颗粒相质量和动量守恒方程
        2.2.3 拟颗粒温度方程
        2.2.4 气固相间作用力
    2.3 边界条件
    2.4 本章小结
第3章 鼓泡流化床内气固两相流动特性模拟
    3.1 引言
    3.2 计算模型及初始、边界条件
    3.3 计算结果与讨论
        3.3.1 计算模型分析
        3.3.2 空间网格尺寸的敏感性分析
        3.3.3 颗粒浓度随时间的变化
        3.3.4 气泡的聚并与破裂
        3.3.5 气泡的尺寸
        3.3.6 气泡的上升速度
        3.3.7 与Yuu 等实验结果的对比
        3.3.8 与Taghipour 等实验结果的对比
        3.3.9 模型系数Cs 的影响
        3.3.10 气相粘度与浓度的关系
        3.3.11 颗粒相粘度与浓度的关系
        3.3.12 颗粒相热传导系数与浓度的关系
        3.3.13 颗粒相压力与浓度的关系
    3.4 本章小结
第4章 提升管内气固两相流动特性模拟
    4.1 引言
    4.2 数学模型和计算模型及边界条件
    4.3 计算结果及讨论
        4.3.1 瞬时颗粒相浓度分布
        4.3.2 瞬时颗粒相和气相的速度分布
        4.3.3 与Knowlton 等实验结果的对比
        4.3.4 时均颗粒相和气相的速度分布
        4.3.5 时均颗粒浓度分布
        4.3.6 时均颗粒粘度与浓度的关系
        4.3.7 时均颗粒相热传导系数与浓度的关系
        4.3.8 时均颗粒相压力与浓度的关系
        4.3.9 模型系数Cs 对模拟结果的影响
        4.3.10 曳力系数的影响
    4.4 本章小结
第5章 化学链反应器内气固两相流动和反应特性的数值模拟
    5.1 引言
    5.2 数学模型
        5.2.1 流动模型
        5.2.2 化学反应模型
    5.3 化学链反应器流动特性研究
        5.3.1 计算模型及初始、边界条件
        5.3.2 瞬时颗粒流率
        5.3.3 瞬时颗粒浓度分布
        5.3.4 时均颗粒浓度分布
        5.3.5 时均颗粒速度分布
    5.4 无载氧体循环的燃料反应器内反应特性研究
        5.4.1 计算模型及初始、边界条件
        5.4.2 瞬时颗粒浓度分布
        5.4.3 瞬时颗粒相和气相速度分布
        5.4.4 瞬时气相各组分浓度分布
        5.4.5 瞬时气相可解尺度温度的分布
        5.4.6 气相各组分质量分数随时间的变化
        5.4.7 颗粒相Ni 的质量分数随时间的变化
        5.4.8 颗粒相Ni 的质量分数沿径向分布
        5.4.9 颗粒相可解尺度温度沿径向分布
        5.4.10 气相各组分质量分数沿径向分布
        5.4.11 气相温度沿径向分布
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(5)垂直上升管内气液两相流的三维仿真与实验研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 气液两相流的研究现状
        1.2.1 气液两相流参数检测方法综述
        1.2.2 数值仿真概述
        1.2.3 两相流研究现状
    1.3 论文的研究内容
        1.3.1 选择竖直管段进行实验与仿真
        1.3.2 基于三维结构建模
    1.4 创新点
第二章 涡街流量计的工作原理与升力分析
    2.1 涡街流量计的测量原理
    2.2 发生体上的升力
    2.3 对于两相流升力的讨论
第三章 数值仿真基础与实验装置
    3.1 数值仿真基础
    3.2 建立三维模型
        3.2.1 建模思想
        3.2.2 模型的建立
        3.2.3 网格的选择
        3.2.4 网格的处理
        3.2.5 小结
    3.3 仿真流程
        3.3.1 仿真思想
        3.3.2 仿真中几个关键要素
        3.3.3 仿真流程
    3.4 实验系统装置
        3.4.1 实验装置介绍
        3.4.2 采集系统介绍
    3.5 小结
第四章 纯水数值仿真与实验验证
    4.1 仿真设置
    4.2 仿真结果
    4.3 实验设置与实验数据
        4.3.1 实验方法
        4.3.2 实验数据与比对
    4.4 小结
第五章 两相流的仿真与算法改进
    5.1 仿真设置
        5.1.1 湍流模型的选择
        5.1.2 两相流模型的选择
        5.1.3 边界条件与控制参数等
        5.1.4 小结
    5.2 仿真流程
        5.2.1 仿真结果
    5.3 实验设置与实验数据
        5.3.1 实验方法
        5.3.2 数据分析与比对
    5.4 仿真步骤的改进
        5.4.1 LES 使用的初始化介绍
        5.4.2 时间步长的分析
        5.4.3 改进后的运算比对
    5.5 小结
第六章 气泡对液体流动的影响研究
    6.1 研究意义及现状
    6.2 建立两相流仿真
    6.3 分析仿真结果
    6.4 小结
第七章 总结与建议
    7.1 总结
    7.2 建议
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢

(6)气升式环流反应器CFD优化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 气升式环流反应器简介
    1.2 气升式环流反应器主要类型和结构
    1.3 气升式环流反应器的特性参数
        1.3.1 气含率
        1.3.2 循环液速
        1.3.3 气泡尺寸与分布
        1.3.4 传质系数
        1.3.5 扩散系数
    1.4 气升式环流反应器的应用及发展前景
    1.5 系统总体设计方案
        1.5.1 16L 气升式环流反应器
        1.5.2 70L 气升式环流反应器
    1.6 本文的主要内容及组织结构
第二章 计算流体动力学及软件介绍
    2.1 计算流体动力学求解过程及软件结构
        2.1.1 计算流体动力学概述
        2.1.2 计算流体动力学求解过程
        2.1.3 计算流体动力学软件的结构
        2.1.4 计算流体动力学软件的特点
    2.2 FLUENT 软件介绍
        2.2.1 Fluent 软件概述
        2.2.2 Fluent 软件采用的有限体积法
        2.2.3 Fluent 前处理软件——Gambit
        2.2.4 Fluent 软件求解器
        2.2.5 Fluent 软件使用步骤
    2.3 FLUENT软件的优点
第三章 气升式环流反应器的 CFD 仿真采用的模型介绍
    3.1 求解器
    3.2 多相流模型
    3.3 粘性模型
    3.4 边界类型
        3.4.1 速度入口
        3.4.2 压力出口
        3.4.3 对称边界条件
        3.4.4 内部界面
第四章 16L 气升式环流反应器的CFD 仿真
    4.1 16L 气升式环流反应器结构和原理
    4.2 16L 气升式环流反应器的仿真平台及模型介绍
    4.3 16L 气升式环流反应器的CFD 仿真过程
        4.3.1 前处理
        4.3.2 求解过程
        4.3.3 后处理
    4.4 16L 气升式环流反应器的CFD 仿真结果
    4.5 采用不同导流筒直径的16L 气升式环流反应器的仿真结果
第五章 70L 气升式环流反应器的CFD 仿真
    5.1 70L 气升式环流反应器结构和原理
    5.2 70L 气升式环流反应器的CFD 仿真过程
        5.2.1 前处理
        5.2.2 求解过程
        5.2.3 后处理
    5.3 70L 气升式环流反应器的CFD 仿真结果
    5.4 采用不同导流筒直径的70L 气升式环流反应器的 CFD 仿真结果
第六章 全文总结及展望
    6.1 仿真结果分析
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者攻读硕士学位期间发表和完成的学术论文

(8)离心风机叶轮内气固两相流动及叶片磨损研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 叶轮磨损研究的现状与进展
        1.1.1 磨损机理的研究
        1.1.2 研究叶轮磨损的实验方法
        1.1.3 防磨措施的研究
        1.1.4 叶轮耐磨研究的发展趋势
    1.2 叶轮内部气固两相流数值模拟
        1.2.1 风机叶轮内部流场数值研究的发展历史
        1.2.2 基于CFD的叶轮内流计算
        1.2.3 叶轮内流计算的发展趋势
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 计算流体力学基础
    2.1 流体力学基本方程
    2.2 偏微分方程的离散化
    2.3 代数方程的求解
    2.4 微分方程的网格生成技术
        2.4.1 网格生成的要求
        2.4.2 结构和非结构网格的比较
第三章 计算流体力学商用软件CFX简介
    3.1 商用软件的地位和作用
    3.2 CFX系统介绍
        3.2.1 CFX5.7 软件结构
        3.2.2 CFX的数值算法和求解技术
第四章 风机叶轮内单相流动的数值模拟
    4.1 湍流流动的Reynolds时均方程和封闭模型
        4.1.1 湍流流动的Reynolds时均方程
        4.1.2 Reynolds应力方程模型
        4.1.3 Reynolds应力方程模型的比较和评价
    4.2 风机叶轮内部单相流场计算
        4.2.1 叶轮及叶片的几何建模
        4.2.2 网格划分
        4.2.3 湍流模型的选取及边界条件的设置
        4.2.4 数值离散方法及收敛性
    4.3 计算结果分析
第五章 风机叶轮内气固两相流的数值模拟理论基础
    5.1 湍流两相流的基本守恒方程
    5.2 研究气固两相流的两种方法――拉格朗日法和欧拉法
    5.3 气固两相流的计算模型
        5.3.1 颗粒轨道模型
        5.3.2 多流体模型(颗粒相拟流体模型)
        5.3.3 颗粒轨道模型和多流体模型的应用与评价
第六章 基于磨损模型的叶轮内气固两相流数值模拟
    6.1 磨损模型和磨损率的计算
        6.1.1 Finnie的磨损模型
        6.1.2 Tabakoff and Grant的磨损模型
    6.2 气固两相流数值模拟
        6.2.1 叶轮及叶片的几何建模
        6.2.2 网格划分
        6.2.3 计算条件的设置
        6.2.4 采用拉格朗日方法所需要的计算条件
        6.2.5 采用欧拉方法所需要的计算条件
第七章 计算结果演示、分析和磨损行为探讨
    7.1 不同粒径的颗粒在叶轮中运动轨迹的动态演示
    7.2 数值模拟结果分析及磨损机理探讨
        7.2.1 大颗粒数值模拟结果
        7.2.2 小颗粒数值模拟结果
        7.2.3 颗粒浓度与磨损率的关系
第八章 国内风机叶轮磨损的实验研究
    8.1 离心风机叶轮内颗粒运动轨迹的高速摄影研究
        8.1.1 实验系统的组成
        8.1.2 实验结果分析
    8.2 离心风机叶轮的磨损涂层研究
        8.2.1 实验装置和方法
        8.2.2 实验结果
第九章 结论与展望
    9.1 本文结论
    9.2 对今后研究的展望
参考文献
附录
致谢

四、气泡-液体闭式多股射流的大涡模拟研究(论文参考文献)

  • [1]面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究[D]. 代祥. 南京林业大学, 2020
  • [2]高气液比井有杆抽油系统井下防气工具模拟[D]. 孙艳红. 西南石油大学, 2018(07)
  • [3]超低比转速高速离心泵水力设计与数值模拟[D]. 朱强. 扬州大学, 2017(01)
  • [4]稠密气固两相流双流体大涡数值模拟研究[D]. 尹丽洁. 哈尔滨工业大学, 2010(05)
  • [5]垂直上升管内气液两相流的三维仿真与实验研究[D]. 陈晨. 天津大学, 2009(S2)
  • [6]气升式环流反应器CFD优化研究[D]. 张喆. 上海交通大学, 2009(07)
  • [7]离散型湍流多相流动的研究进展和需求[J]. 周力行. 力学进展, 2008(05)
  • [8]离心风机叶轮内气固两相流动及叶片磨损研究[D]. 梅丹. 武汉科技大学, 2006(01)
  • [9]气泡-液体闭式多股射流的大涡模拟研究[J]. 杨玟,周力行,李荣先,L.S.Fan. 工程热物理学报, 2003(01)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

气泡-液体封闭多射流的大涡模拟研究
下载Doc文档

猜你喜欢