隨著鐵礦資源的消耗，礦石品位下降，以粉礦為主的鐵精礦成為主要煉鐵原料，傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝還需要加工成焼結(jié)礦或球團礦加以利用。在非高爐煉鐵工藝發(fā)展過程中，可以直接使用粉礦的流態(tài)化還原工藝受到關(guān)注。噴動床以其良好的操作性以及穩(wěn)定性也得到學(xué)界的大量研究，基于兩相流特性設(shè)計的流態(tài)化反應(yīng)器相關(guān)研究也得以不斷深入。與此同時，計算機技術(shù)的革新為數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊平臺，基于計算機技術(shù)的氣固兩相流數(shù)值模擬技術(shù)逐漸成為研究的重要手段備受重視。針對氣固兩相流的流體動力性能的模擬研究對反應(yīng)器的設(shè)計和放大有重要指導(dǎo)作用。 在現(xiàn)有的數(shù)值模擬模型中格子氣模型以其優(yōu)越的計算性能和簡單靈活的邊界處理，在眾多模型中優(yōu)勢突出。本文在已有的格子氣模型的基礎(chǔ)上，針對固體顆粒相的特點，引入重力與耗散規(guī)則，提出有別于流體相的GFLGA模型，并用這個模型模擬典型的沙漏實驗，通過模擬結(jié)果和實驗結(jié)果的對比，模擬結(jié)果與KM模型的模擬結(jié)果的對比，發(fā)現(xiàn)GFLGA模型不僅在定性上而且在定量上都能正確的模擬實際顆粒流的流動，從而證明了模型的正確性。 在改進的GFLGA模型基礎(chǔ)上，本文將GFLGA模型與傳統(tǒng)格子氣模型結(jié)合，借鑒并... 

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 噴動床技術(shù)的簡介
        1.2.1 噴動床在冶金工業(yè)中的應(yīng)用
        1.2.2 噴動床中兩相流的流動特征
    1.3 噴動床中氣固兩相流數(shù)值模擬方法發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 連續(xù)介質(zhì)模型
        1.3.2 離散顆粒模型
        1.3.3 擬顆粒模型
        1.3.4 格子 Boltzmann 模型
        1.3.5 數(shù)值模擬方法在噴動床中的應(yīng)用
    1.4 格子氣自動機模型介紹
        1.4.1 正六邊形 FHP 模型
        1.4.2 格子氣模型的宏觀統(tǒng)計
        1.4.3 格子氣不可壓 Navier-Stokes 方程
    1.5 課題的研究意義和內(nèi)容
        1.5.1 研究的意義
        1.5.2 研究的內(nèi)容
2 基于格子氣元胞自動機的固體顆粒流模型
    2.1 固體顆粒流的基本方程與演化規(guī)則
    2.2 重力規(guī)則和耗散規(guī)則
        2.2.1 重力規(guī)則
        2.2.2 耗散規(guī)則
    2.3 模型演化
    2.4 實驗裝置及參數(shù)設(shè)置
    2.5 結(jié)果分析
        2.5.1 模擬結(jié)果的定性分析
        2.5.2 模擬結(jié)果定量分析
    2.6 結(jié)論和展望
3 二維噴動床變尺度格子氣模型
    3.1 氣固相的變尺度依據(jù)及物理量轉(zhuǎn)換
        3.1.1 格子單位轉(zhuǎn)換的現(xiàn)狀
        3.1.2 流體相格子單位的轉(zhuǎn)換
        3.1.3 固體相格子單位的轉(zhuǎn)換
        3.1.4 變尺度方法
    3.2 變尺度流場劃分
    3.3 氣相與固相的微觀動力學(xué)
    3.4 環(huán)隙區(qū)氣固相間耦合
        3.4.1 靜止固體粒子與氣體粒子耦合的微觀規(guī)則
        3.4.2 運動固體粒子與氣體粒子耦合的微觀規(guī)則
    3.5 噴射區(qū)與噴泉區(qū)氣固兩相間耦合
    3.6 邊界條件
    3.7 氣體入口條件
    3.8 不同區(qū)域間的耦合
4 噴動床數(shù)值模擬研究
    4.1 二維錐型噴動床模擬與實驗條件
    4.2 模擬與實驗分析
        4.2.1 噴動床分區(qū)行為分析
        4.2.2 顆粒速度的分布
        4.2.3 氣體流量對流動的影響
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3678463