张科
,
罗坤
,
樊建人
工程热物理学报
分别运用双流体模型（TFM）及离散元模型（DEM）的软球模型，模拟了二维及三维实验尺度的均匀入口鼓泡流化床内的气固两相流动特性，其中TFM模型结合了气相κ-ε湍流模型，而DEM模型则结合气相κ-ε湍流模型或Smagorinsky亚网格涡黏模型（SGS）。通过对比本文模拟结果与他人实验及计算结果发现，TFM与DEM软球模型都能模拟出鼓泡流化床的特征流态，但DEM软球模型优于TFM模型，且采用不同湍流模型对计算结果影响不大，三维的模拟结果比二维的模拟结果更接近实验数据。
关键词:
离散单元模型
,
软球模型
,
双流体模型
,
鼓泡床
,
大涡模拟
吴小芳
,
罗坤
,
汪明军
,
高翔
,
焦荔
,
徐昶
,
叶贤满
,
洪盛茂
,
樊建人
工程热物理学报
本文采用Models-3/CMAQ,结合气象模式WRF,以杭州市地方排放清单为基础,对杭州2010春季5月污染物分布进行了数值模拟,考察杭州市2010年5月空气污染物的分布.模拟值与5个监测站点的三种污染物监测数据进行对比,对模式的模拟效果进行统计评估.验证结果显示,模式能较好的反映常规污染物NO2、SO2和PM10浓度变化趋势,模拟偏差在合理的误差范围内,为未来污染控制措施制定和空气预测提供了良好基础.
关键词:
空气质量模型
,
杭州市
,
模式验证
易富兴
,
李德波
,
卢树强
,
樊建人
工程热物理学报
直接数值模拟(DNS),大涡模拟(LES)与雷诺时均模拟(RANS)是数值模拟燃烧流动的三大主要方法,而射流扩散火焰在燃烧理论,实验研究与数值模拟中都扮演着十分重要的角色,本文采用完全可压缩的Naive-stokes方程,对喷口直径为D=1mm,Re=2000的射流扩散火焰进行了直接数值模拟.本文首先分析了冷态时H2,O2的混合,发现燃料与氧气在流向长度大于6D后的区域混合得十分充分.随后本文分析了燃烧后的统计特性,主要包括速度场,密度,温度以及主要组分与混合分数的分布,并将DNS结果与实验结果进行对比分析.
关键词:
射流扩散火焰
,
直接数值模拟
,
无反射边界条件
胡晶晶
,
韦安阳
,
罗坤
,
樊建人
工程热物理学报
基于流体力学理论对不同工况下的煤灰颗粒冲刷槽道中圆管进行了直接数值模拟.流场和圆管之间的耦合采用内嵌边界技术结合多重直接力方法求解,颗粒轨道采用拉格朗日轨道模型求解并考虑颗粒与流体之间的双向耦合.采用新的磨损模型研究了磨损规律,计算并验证了该模型的正确性.并进一步通过内嵌边界技术结合多重热源方法研究了颗粒流中的传热.
关键词:
内嵌边界方法
,
多重直接力
,
多重热源
,
碰撞
,
磨损
刘骁飞
,
韦安阳
,
罗坤
,
樊建人
工程热物理学报
本文采用多重直接力 内嵌边界法计算流体与粗糙壁面之间的相互作用力,直接数值模拟了粗糙壁面上湍流边界层的流动状况.粗糙壁面则通过流向和展向分别叠加正弦函数的方法产生.研究发现,峰值较大的位置优先诱导产生出涡结构,并且加大了涡结构的倾斜角度.此外,较大峰值处的粗糙度所产生出的“喷出”和“扫入”事件更加强烈,其对外层的作用范围也就更大.同时粗糙壁面的峰值大小对于雷诺应力的输运也起着至关重要的作用.
关键词:
粗糙壁面
,
直接数值模拟
,
湍流边界层
罗坤
,
金台
,
卢树强
,
樊建人
工程热物理学报
在课题组前期工作的基础上，对一马赫数为1．2的三维超音速氢气射流抬升火焰进行了直接数值模拟研究，其中空间离散采用波带优化的四阶WENO格式，时间积分采用带有TVD性质的三步三阶龙格库塔格式，边界条件采用了无反射特征边界条件，总的计算网格数达到9．75亿。结果表明：超音速射流氢气燃烧火焰可分为根部层流状的高温高热量释放率稳燃区、高度褶皱的湍流剧烈混合区和远场燃烧区。火焰自燃稳燃点出现在喷口附近的x／D=0．86处，对应着最易反应混合分数。在此下游，预混燃烧和扩散燃烧两种模式同时存在，其中在剧烈混合区和远场区火焰以扩散燃烧为主，但在火焰根部的局部区域预混燃烧热量释放率达到35％左右。
关键词:
超音速射流
,
抬升火焰
,
氢气燃烧
,
直接数值模拟
,
火焰结构
李文春
,
金晗辉
,
任安禄
,
樊建人
,
岑可法
工程热物理学报
本文采用直接数值模拟(DNS)方法研究了气固两相三维圆柱绕流的涡量场和颗粒扩散,并着重讨论了圆柱绕流中卡门涡街的形成和涡结构的转捩过程.同时分析了圆柱绕流中不同Stokes数的颗粒在涡结构作用下的横向扩散.结果显示Stokes数为1的颗粒主要分布在流场大尺度涡结构的外边界,而Stokes数为0.01的颗粒在涡结构的作用下,在流场中充分混合.
关键词:
直接数值模拟
,
气固两相圆柱绕流
,
颗粒扩散
李德波
,
樊建人
,
陈鑫蔚
,
罗坤
,
岑可法
工程热物理学报
本文对空间模式发展的颗粒圆孔射流碰撞进行了并行直接数值模拟算法研究。气相采用可压缩的N—S方程直接求解。颗粒相采用Lagrangian方法跟踪实际的颗粒运动。利用并行求解算法，实现了颗粒穿越边界面的模拟以及高效颗粒碰撞筛法。考虑了颗粒和流体的双相耦合以及颗粒之间的碰撞。在本文的计算条件下，颗粒的直径远小于网格的间距，平均的Kolmogorov尺度和网格的间距在一个量级。气相和颗粒相的应力与实验的对比研究表明，本文的颗粒并行程序是可信的。
关键词:
气固两相
,
直接数值模拟
,
颗粒碰撞
,
双向耦合
,
并行算法
卢树强
,
李德波
,
易富兴
,
罗坤
,
樊建人
工程热物理学报
本文使用了直接模拟（DNS）程序计算了三维超声速湍流射流火焰。首先介绍了本程序使用到的计算方法，包括热物性参数和输运参数的计算、反应机理、边界条件、离散方法。然后，本文使用该方法计算了马赫数为12的三维超声速H2-AIR湍流射流火焰，描述了火焰的整体结构。最后，本文对火焰底部的稳燃的机理～自燃进行了分析和论证。
关键词:
DNS
,
超声速
,
射流火焰
,
自燃
杨世亮
,
罗坤
,
张科
,
房明明
,
赵慧
,
樊建人
工程热物理学报
本文基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,开发了气固两相流动双向耦合求解器,并对Re=13800、颗粒直径为150μm的玻璃球的后台阶两相流动进行了计算。其中气相采用大涡模拟方法,用盒式过滤函数对流体相控制方程过滤求解。颗粒相采用拉格朗日方法对颗粒进行跟踪。将计算结果和实验数据进行对比,以此来检验颗粒受力计算模型和亚格子气固两相求解器的准确性。
关键词:
后台阶流动
,
气固两相流
,
大涡模拟
,
OpenFOAM
