周力行
,
郑楚光
,
柳朝晖
工程热物理学报
由有燃烧的湍流气粒两相流动的瞬态方程和统计力学概率密度函数概念出发,推导了有燃烧颗粒相的质量-动量-能量联合概率密度函数(PDF)输运方程,并对方程中条件期望项用梯度模拟概念进行了模拟封闭.封闭后的PDF方程可作为建立颗粒拟流体模型方程和封闭二阶矩模型的基础、也可以通过Monte-Carlo法求解用以直接计算颗粒雷诺应力和湍流动能,以便和二阶矩模型的结果相对照,改善二阶矩模型.
关键词:
湍流
,
气粒两相流动
,
燃烧
,
PDF输运方程
刘春嵘
,
郭印诚
,
王希麟
工程热物理学报
本文采用流动显示方法对竖直槽道中稠密气粒两相流动的瞬态结构进行了研究,发现当表观气速高于管道流态化的最小临界速度但低于节涌状态向湍动状态过渡的临界速度时,槽道中没有明显的气泡出现,而是形成一条穿过颗粒密相区的气流通道.当表观气速较低时,气流通道始终偏向槽道一侧.表观气速较高时,气流通道在槽道两侧摆动.在湍动状态下,槽道中的流态和管道中的流态相似.在快速流态化情况下,当颗粒循环量在一定范围时,槽道壁面附近会出现准静止的大尺度颗粒团.
关键词:
气粒两相流动
,
竖直槽道
,
流动显示
,
图像分析
周力行
,
李力
,
李荣先
,
张健
工程热物理学报
本文首次用双流体-轨道(连续介质-轨道CT)模型对大尺寸四角喷燃炉内气粒两相流动及煤粉燃烧进行了模拟.该模型基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化的方程,对各子模型用k-e-kp两相湍流模型,EBU-Arrhenius湍流燃烧模型,煤粉颗粒的水分蒸发,热解挥发和焦炭燃烧的扩散-动力模型,DO(离散坐标)辐射模型.采用了将坐标扭转一定角度的方法减小入口射流和网格斜交造成的伪扩散.编制了LEAGAPFURNACE-3程序,分别对冷态模型炉内两相流动和大尺寸炉内三维两相流动和煤粉燃烧进行了模拟,并与颗粒轨道(ST)模型的模拟结果进行了对照.采用PDPA对冷态模型炉内气粒两相流场进行了测量.冷态两相流动的模拟与实验结果的对比表明CT模型的模拟结果和实验符合较好,ST模型所得颗粒浓度分布和实验出入较大.热态模拟的结果给出了两相速度,气相温度,组分浓度和壁面热流分布.模拟结果定性合理.模拟结果显示在出口处由于气流旋转,有一局部高温区存在.
关键词:
四角喷燃煤粉炉
,
气粒两相流动
,
煤粉燃烧
,
双流体模型
吴昊
,
刘春嵘
,
郭印诚
工程热物理学报
用流动显示法和图像分析法研究了气粒并流上行流动中颗粒团的瞬态行为,通过灰度梯度识别颗粒团,由颗粒团成像的象素确定其尺寸,采用相关分析法计算颗粒团的速度.随着颗粒流量的提高和表观气速的降低,气粒并流上行流动中开始出现颗粒团,由于颗粒团与气相的相互作用,流态具有不稳定和不规则的现象.在一定操作条件下,在壁面附近出现了一些长时间停留的大尺寸颗粒团.
关键词:
颗粒团
,
气粒两相流动
,
图像分析
,
流动显示
刘春嵘
,
郭印诚
工程热物理学报
为了研究气固两相流动大涡模拟中合适的曳力计算模型,本文引入拟颗粒和拟颗粒表面能的概念,通过拟颗粒＃表面能与外界输入能量之间的平衡关系来确定拟颗粒的粒径.根据拟颗粒粒径,得到运算量较小且考虑颗粒团聚效应的曳力计算模型.应用本文的曳力计算模型对二维竖直槽道内稠密气固两相流动进行了大涡模拟,结果表明颗粒的浓度分布具有上稀下浓,壁面附近浓中心稀及颗粒聚集等特点.这与实验结果在定性上是一致的.对气相和颗粒相的瞬时速度场进行了分析,发现气相和颗粒相速度场分布的非对称性是形成颗粒浓度分布壁面附近浓中心稀的重要原因之一.
关键词:
气粒两相流动
,
大涡模拟
,
曳力模型
葛满初
,
宋伟东
,
齐宗敏
工程热物理学报
本文首先用离散涡方法对绕圆柱和半无限长平板的流动作了数值模拟,在讨论粒子和涡团耦合运动的基础上首次提出了粒子在流场中运动的拟涡位移模型,并对几个典型的气粒两相流动作了数值模拟.文章最后对流场中粒子运动的瞬时状态作了统计处理,得到了关于粒子在流场中分布的概率密度函数和粒子脉动速度的分布函数并用拟涡位移模型对壁面附近粒子的运动-沉积和反弹作了数值模拟.计算结果是令人满意的.
关键词:
计算流体力学
,
气粒两相流动
,
拟涡位移
刘阳
,
周力行
,
许春晓
工程热物理学报
目前多数两相流动的大涡模拟采用单相流动的亚网格尺度应力模型,没有考虑或者没有完整地考虑两相亚网格尺度应力间的相互作用.本文提出一种两相亚网格尺度动能模型(LES-kkp),可以完整地考虑其相互作用.将该模型用于突扩气粒两相流动的大涡模拟,同时进行统一二阶矩(USM)两相湍流模型的雷诺平均模拟(RANS).瞬态结果显示出两相流动中的气体形成了典型的拟序结构,但颗粒流动结构完全不同于气体的,没有形成涡结构.LES-kkp和RANS-USM模拟结果实验检验表明,对时间平均速度两种模拟给出结果与实验结果吻合良好,即RANS-USM得到了LES-kkp的验证.对两相均方根脉动速度和两相脉动速度关联量,LES-k-kp的模拟结果优于RANS-USM的模拟结果.
关键词:
亚网格尺度模型
,
大涡模拟
,
气粒两相流动
