本文關(guān)鍵詞：計算流體力學(xué)兩相流流動的模擬及兩相流模型的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：很多工業(yè)工程中都存在著固體顆粒懸浮于湍流流場中的現(xiàn)象。顆粒阻力系數(shù)是在模擬和設(shè)計這些過程中最為重要的多相流體力學(xué)參數(shù)之一。對于一些簡單的情況,可以通過目前的經(jīng)驗或半經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式進(jìn)行預(yù)測。但對于大多數(shù)工業(yè)過程,這些關(guān)系式并不適用。 本文利用商業(yè)化軟件FLUENT作為計算平臺,把計算流體力學(xué)(CFD)與兩相流流動結(jié)合起來預(yù)測阻力系數(shù)。在此過程中,固體顆粒的沉降速度被作為衡量阻力系數(shù)的指標(biāo),用來與實驗測量所得值進(jìn)行比較。 首先,采用CFD技術(shù)對單相流體流動的情況進(jìn)行模擬。本文所模擬的過程基于Brucato等人所做的阻力系數(shù)測量實驗的基礎(chǔ)之上。計算是在三維體系中展開,在滿足收斂以及質(zhì)量守恒條件后,得到了在三個攪拌水平(300rpm、500rpm和700rpm)、不同湍流模型(k-ε和k-εRNG模型)下的單相流場。 在單相流模擬的基礎(chǔ)上,本文引入了歐拉多相模型對固體顆粒在湍流場中的沉降過程進(jìn)行了預(yù)測。主要考察了在300rpm下,不同阻力系數(shù)經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式以及不同進(jìn)口流速對固體沉降速度的影響。由于歐拉模型需要首先輸入適用于所模擬情況的阻力系數(shù)關(guān)聯(lián)式,而現(xiàn)存的經(jīng)驗關(guān)系式對于本文所涉及的情況均不適用,因而使得由歐拉模型所得固體沉降速度與實驗測量值相比有較大的差距。 最后,由單相流流場,本文引入了基于拉格朗日法的離散相模型對固體顆粒在湍流場中的沉降過程進(jìn)行模擬。主要考察了在300rpm,500rpm和700rpm三種攪拌水平下,不同步長因子、不同時間步長、不同湍流模型以及不同固體顆粒入射方式對固體沉降速度的影響。由所預(yù)測結(jié)果與實驗值比較可知,相對于歐拉法,拉格朗日法更加適用于固液相流體力學(xué)計算。
【關(guān)鍵詞】：計算流體力學(xué) 多相流模型 歐拉 拉格朗日 阻力系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TQ021.1
【目錄】：

• 第一章 前言8-10
• 1．1 背景、目標(biāo)、意義及挑戰(zhàn)8-9
• 1．2 論文的內(nèi)容9-10
• 第二章 文獻(xiàn)綜述10-32
• 2．1 計算流體力學(xué)發(fā)展概況10-11
• 2．2 計算流體力學(xué)及其應(yīng)用11-14
• 2．2．1 CFD 在工程中的作用12-13
• 2．2．2 CFD 商業(yè)軟件概述13-14
• 2．3 兩相流模型概述14-16
• 2．3．1 歐拉法14-15
• 2．3．2 拉格朗日法15-16
• 2．4 阻力系數(shù)的概念16-27
• 2．4．1 阻力計算的基本關(guān)系式16-17
• 2．4．2 阻力系數(shù)17-21
• 2．4．3 影響阻力系數(shù)的其它因素21-26
• 2．4．4 兩相流動計算中阻力系數(shù)公式的選用26-27
• 2．5 關(guān)于阻力系數(shù)的研究進(jìn)展27-30
• 2．6 小結(jié)30-32
• 第三章 建模32-51
• 3．1 實驗過程及結(jié)果32-35
• 3．1．1 實驗過程32-34
• 3．1．2 實驗結(jié)果34-35
• 3．2 計算流體力學(xué)的基本理論35-39
• 3．2．1 流體力學(xué)的控制方程35-38
• 3．2．2 離散化技術(shù)基礎(chǔ)38-39
• 3．3 Fluent 軟件概述39-43
• 3．3．1 求解法40-41
• 3．3．2 離散化41-42
• 3．3．3 離散方程的線性化形式42-43
• 3．4 兩相流模型43-51
• 3．4．1 歐拉模型的基本概念43-46
• 3．4．2 離散相模型的基本概念46-51
• 第四章 單相流流場的建立51-57
• 4．1 單相流模型的操作條件以及假設(shè)51
• 4．2 網(wǎng)格的設(shè)計與計算51-53
• 4．3 單相流流場性質(zhì)53-56
• 4．4 小結(jié)56-57
• 第五章 采用歐拉模型模擬湍流場中的固體顆粒沉降57-65
• 5．1 歐拉模型的建立57
• 5．2 實驗結(jié)果57-58
• 5．3 結(jié)果與討論58-64
• 5．3．1 不同阻力系數(shù)模型對粒子沉降的影響58-61
• 5．3．2 粒子入射速度對粒子沉降的影響61-64
• 5．4 結(jié)論64-65
• 第六章 采用拉格朗日法模擬湍流流場固體顆粒的沉降65-79
• 6．1 模型的建立65
• 6．2 實驗結(jié)果65
• 6．3 結(jié)果與討論65-77
• 6．3．1 步長因子對粒子沉降的影響65-69
• 6．3．2 時間步長對粒子沉降的影響69-73
• 6．3．3 湍流模型對粒子沉降的影響73-75
• 6．3．4 顆粒入射方式對粒子沉降的影響75-77
• 6．4 結(jié)論77-79
• 第七章 結(jié)論與建議79-81
• 7．1 結(jié)論79-80
• 7．2 建議80-81
• 符號說明81-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 發(fā)表論文和科研情況說明86-87
• 附錄1:COUETTE-TAYLOR 流體-動力學(xué)狀態(tài)87-89
• 附錄2 歐拉法模擬數(shù)據(jù)表89-94
• 附錄 3 拉格朗日法模擬數(shù)據(jù)表94-106
• 致謝106

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 武利敏;固體火箭發(fā)動機兩相流計算模型分析與比較[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

2 吳應(yīng)豪;巷道粉塵沉降規(guī)律與轉(zhuǎn)載點噴霧降塵系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2007年

3 王丹;燃煤煙氣活性炭法脫硫技術(shù)的數(shù)值模擬[D];遼寧科技大學(xué);2008年

4 王金明;虹吸式坐便器排污過程數(shù)值模擬和基于MDO的管道優(yōu)化研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：計算流體力學(xué)兩相流流動的模擬及兩相流模型的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：488247