基于CFD的结晶搅拌反应釜流场分析与改进 被引量：15

1

作者 马泽文 刘涛 孙旭东 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1900-1907,共8页

采用计算流体力学(CFD)的方法对1 L结晶搅拌反应釜进行流场分析,首先利用一种CFD软件—FLUENT模拟分析单层涡轮式搅拌桨对搅拌釜内流场分布的影响,使用标准k–?湍流模型对搅拌水溶液的单相流场进行三维仿真模拟,仿真研究表明模拟流场与... 采用计算流体力学(CFD)的方法对1 L结晶搅拌反应釜进行流场分析,首先利用一种CFD软件—FLUENT模拟分析单层涡轮式搅拌桨对搅拌釜内流场分布的影响,使用标准k–?湍流模型对搅拌水溶液的单相流场进行三维仿真模拟,仿真研究表明模拟流场与实际流场分布相符,可以看出对1 L结晶反应釜的中下部能达到混合均匀,然而反应釜的中上部流场分布不均匀。为此,提出采用两层搅拌桨的方式解决反应釜上下速度不均匀的问题,仿真结果表明两层搅拌桨所产生的上下两个流场能够较好地连接起来,搅拌效果明显优于传统的单浆方式。 展开更多

关键词 搅拌反应釜 计算流体力学 FLUENT软件 单相流场 数值模拟

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单相流体在点波板式换热器内流动与换热的数值模拟 被引量：12

2

作者 张如许 魏文建 +2 位作者 胡海涛 丁国良 李剑锐 《制冷技术》 2014年第5期6-12,共7页

点波板式换热器是近年来设计开发的新一代板式换热器,已有文献将其称为微板换热器(MPHE)。本文中建立了点波板式换热器内单相水流动的数值模型,实现了对单相水流动和换热特性的预测。选择5个流道单元作为计算区域,并选用SSTκ-ω模型作... 点波板式换热器是近年来设计开发的新一代板式换热器,已有文献将其称为微板换热器(MPHE)。本文中建立了点波板式换热器内单相水流动的数值模型,实现了对单相水流动和换热特性的预测。选择5个流道单元作为计算区域,并选用SSTκ-ω模型作为数值模拟的湍流模型。数值模拟的结果显示在流道的两个焊接圆面之间伴有强烈的回流。通过对比实验数据验证了数值模拟的可靠性。努赛尔特数的预测值与实验测试结果的相对误差在±32%之间;范宁摩擦因子f的预测值与实验测试结果的相对误差在±23%之间。 展开更多

关键词 板式换热器 点波 单相流体 数值模拟

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电解水制氧槽方柱群微小流道单相流场数值模拟分析 被引量：7

3

作者 李林林 张吉礼 周抗寒 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期22-26,共5页

目的研究一种具有方柱群微小流道结构的电解水制氧槽流道内单相流场分布特性和制氧槽结构对流场分布的影响。方法采用低雷诺数湍流模型描述了电解制氧槽方柱群微小流道流场分布特性,并通过与粒子图像速度场测量仪(particle image veloci... 目的研究一种具有方柱群微小流道结构的电解水制氧槽流道内单相流场分布特性和制氧槽结构对流场分布的影响。方法采用低雷诺数湍流模型描述了电解制氧槽方柱群微小流道流场分布特性,并通过与粒子图像速度场测量仪(particle image velocimetry,PIV)测试对比分析,验证了数值模拟的正确性。结果得到了不同流量下微小尺寸方柱群流道内流场分布图。结论各流道中流量分配不均,槽内流场流速量级为10-3m/s,柱群区内的流动呈现层流特性,现有入口流道形式对流量分配的均匀性起到关键作用。 展开更多

关键词 电解制氧 微小流道 单相流场 PIV试验 数值模拟

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单相流动数值模拟的SIMPLE算法在GPU上的实现 被引量：6

4

作者 王健 许明 +1 位作者 葛蔚 李静海 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第20期1979-1986,共8页

基于交错网格的SIMPLE算法,利用CUDA(compute unified device architecture)技术进行了图形处理器(GPU)上的直接数值模拟(DNS).将高雷诺数方腔流作为研究实例,在NVIDIA GTX295显卡的单个和4个GPU上的计算速度最高可分别达Intel Xeon5430... 基于交错网格的SIMPLE算法,利用CUDA(compute unified device architecture)技术进行了图形处理器(GPU)上的直接数值模拟(DNS).将高雷诺数方腔流作为研究实例,在NVIDIA GTX295显卡的单个和4个GPU上的计算速度最高可分别达Intel Xeon5430CPU之单核的50和150倍,与其他模拟结果的对比表明了上述计算的合理性,并展示了采用GPU实现高精度大规模的湍流计算的前景. 展开更多

关键词 单相流动 直接数值模拟 CUDA GPU 并行计算

原文传递

旋转填料床单相流场的三维数值模拟 被引量：5

5

作者 杨文婧 王运东 +1 位作者 陈建峰 费维扬 《中国科技论文在线》 CAS 2009年第3期188-192,共5页

旋转填料床是一种新型的传质设备,已被广泛地应用于吸收,解吸,精馏,纳米材料制备等领域。通过高速旋转获得超重力环境来强化传质及微混合过程,其效率比传统塔器提高1～3个数量级。但是由于旋转填料床内流场的复杂性,通过实验手段无法对... 旋转填料床是一种新型的传质设备,已被广泛地应用于吸收,解吸,精馏,纳米材料制备等领域。通过高速旋转获得超重力环境来强化传质及微混合过程,其效率比传统塔器提高1～3个数量级。但是由于旋转填料床内流场的复杂性,通过实验手段无法对其流场进行深入研究。通过建立旋转填料床的三维物理模型,利用商用软件Fluent的计算平台对旋转填料床内的流场进行了模拟预测,并对比了不同流速,不同转速下的流场变化。模拟结果与实验结果有效吻合,表明所建立模型能有效地预测旋转填料床流场分布,并指导理论研究进一步深入。 展开更多

关键词 分离过程 单相流场 流体力学 旋转填料床 数值模拟

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新型布风板气流分布数值模拟及分析 被引量：4

6

作者 张小卫 邓建军 程勋志 《煤矿机械》 2015年第6期133-135,共3页

通过对目前直孔、斜孔、侧孔和风帽型等布风板对比分析,较优的布风板应该是结合直孔型或斜孔型布风板的加工制造简单和风帽型或侧孔型布风板布风均匀的特点于一体。结合这种理念创新性的设计出3种新型布风板结构,分别是旋转斜孔型、六... 通过对目前直孔、斜孔、侧孔和风帽型等布风板对比分析,较优的布风板应该是结合直孔型或斜孔型布风板的加工制造简单和风帽型或侧孔型布风板布风均匀的特点于一体。结合这种理念创新性的设计出3种新型布风板结构,分别是旋转斜孔型、六角对吹型和伞型帽板分离型布风板,对开孔率相近的此3种布风板和普通斜孔型布风板单相流数值模拟,对比分析安装4种不同结构布风板流化床的轴向压降和径向静压分布,同时结合加工难度认为伞型帽板分离型布风板为最佳布风板形式。 展开更多

关键词 流化床 布风板 单相流 数值模拟 静压

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液力惯容器螺旋管内单相流压降数值模拟

7

作者 李小波 刘华明 王石磊 《农业装备与车辆工程》 2023年第11期125-130,共6页

螺旋管内单相流压降是螺旋管式液力惯容器精细化设计中的重要参数。在Fluent中采用Realizable k-ε湍流模型对10种结构特性的螺旋圆管内单相流动进行数值模拟。数值模拟结果与已有的螺旋管内单相流准则关系式进行比较,验证了数值计算的... 螺旋管内单相流压降是螺旋管式液力惯容器精细化设计中的重要参数。在Fluent中采用Realizable k-ε湍流模型对10种结构特性的螺旋圆管内单相流动进行数值模拟。数值模拟结果与已有的螺旋管内单相流准则关系式进行比较,验证了数值计算的正确性。对模拟结果数据集与准则关系式计算结果数据集进行了拟合,得到了液力惯容器螺旋管内单相流沿流道的压力场和速度场等流体特性以及雷诺数、曲率比和扭率对液力惯容器螺旋管内单相流压降的影响。结果表明:Murakami准则关系式与数值模拟结果数据集拟合最佳,Ito次之;压力核心区和速度核心区均位于管外侧,压降随雷诺数和曲率的增大而增大,随扭率的增大而减小。研究结论可为液力惯容器的结构参数设计提供理论依据。 展开更多

关键词 螺旋管 单相流 压降 液力惯容器 数值模拟

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双层桨自吸式气-液分散搅拌槽的单相流模拟 被引量：3

8

作者 马腾 郝惠娣 +2 位作者 秦佩 冯荣荣 高勇 《广东化工》 CAS 2012年第4期178-180,共3页

运用计算流体动力学(CFD)方法对双层桨自吸式气液分-散搅拌槽进行单相流数值模拟。考察了不同气体分散通道叶片角度、不同下层桨类型、不同桨叶间距对搅拌槽内宏观流动场的影响。研究发现:气体分散通道叶片角度为30°时,流体在上层... 运用计算流体动力学(CFD)方法对双层桨自吸式气液分-散搅拌槽进行单相流数值模拟。考察了不同气体分散通道叶片角度、不同下层桨类型、不同桨叶间距对搅拌槽内宏观流动场的影响。研究发现:气体分散通道叶片角度为30°时,流体在上层桨所在平面处的流动没有出现较大的扭曲流动,漩涡较小,能量损耗较少。下层桨为六叶上斜叶桨时,下层桨具有较强的泵送能力,能够将液体有效的泵送到上层桨周围。桨叶间距增大,使槽内轴向循环流动范围增大,但是有可能造成下层桨泵送能力的降低。 展开更多

关键词 自吸式 气-液分散 单相流模拟

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KYF型浮选机单一液相流体特性模拟研究 被引量：3

9

作者 张晋霞 牛福生 王学涛 《矿产保护与利用》 北大核心 2017年第2期62-68,74,共8页

针对KYF型充气机械搅拌式浮选机,选定标准k-ε湍流模型对浮选机内部单一液相流场进行了数值模拟,并在不同搅拌强度下分析了浮选机内部单一液相流场速度、压力、湍流与涡流强度等分布特征,为浮选工艺参数的设定提供基础理论指导。

关键词 浮选机 单一液相 流场特性 数值模拟

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苏氨酸发酵罐内不同搅拌桨组合下流场模拟 被引量：2

10

作者 李进 石秀东 +1 位作者 汪晨 封蔚健 《轻工机械》 CAS 2019年第6期32-38,共7页

针对目前工业大型苏氨酸发酵罐搅拌设备在设计过程中依赖传统经验的现状,课题组基于CFD技术模拟了发酵罐内不同搅拌桨组合下的搅拌流场,根据模拟试验结果,为设计提供数据支持。从模拟结果中提取了罐内底桨处的流速大小分布情况,同时研... 针对目前工业大型苏氨酸发酵罐搅拌设备在设计过程中依赖传统经验的现状,课题组基于CFD技术模拟了发酵罐内不同搅拌桨组合下的搅拌流场,根据模拟试验结果,为设计提供数据支持。从模拟结果中提取了罐内底桨处的流速大小分布情况,同时研究了罐内特征线上的流速分布情况;利用Patch方法,研究了搅拌流场的混合时间,试验给出了搅拌桨功率,结合二者分析了搅拌桨组合的混合效率。结果表明上3层搅拌桨选用3斜直叶桨,底层桨选用6叶前抛物线式圆盘涡轮桨的搅拌组合为较优组合。模拟试验结果及分析为苏氨酸发酵罐搅拌器的设计提供了参考。 展开更多

关键词 发酵罐 搅拌桨组合 单相流 流场模拟 FLUENT软件

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低流量单相工况下倒U型管蒸汽发生器内倒流现象的数值模拟研究 被引量：1

11

作者 张锐 吴奇 +5 位作者 马在勇 楚涛 张卢腾 唐瑜 孙皖 潘良明 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期33-39,共7页

针对倒U型管蒸汽发生器(UTSG)中的单相倒流现象实验结果,采用三维计算流体力学(CFD)数值模拟的方法对实验段的一次侧和二次侧进行等比例建模,选取Realizable k-ε模型进行湍流计算,完成了网格独立性验证。将数值模拟结果与实验数据进行... 针对倒U型管蒸汽发生器(UTSG)中的单相倒流现象实验结果,采用三维计算流体力学(CFD)数值模拟的方法对实验段的一次侧和二次侧进行等比例建模,选取Realizable k-ε模型进行湍流计算,完成了网格独立性验证。将数值模拟结果与实验数据进行对比发现计算值与实验值吻合良好。同时对热工参数的影响进行研究,研究结果表明:临界流速随UTSG一次侧入口温度的升高以及二次侧温度的降低而增大;一次侧操作压力对临界流速的影响很小。 展开更多

关键词 倒U型管蒸汽发生器(UTSG) 单相 倒流 数值模拟

原文传递

二维孔隙结构内单相流动阻力特性数值模拟

12

作者 王雄 张震 +1 位作者 闫晓 肖泽军 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期83-87,共5页

利用计算流体力学(CFD)商业软件CFX 10.0,采用标准k-ε、RNG k-ε以及SST模型3种不同的湍流模型,对矩形管内球形颗粒作2维有序排列所形成的孔隙流道的等温单相流动进行数值模拟,并与Ergun关系式预计值进行对比;探讨球形颗粒的排列方式... 利用计算流体力学(CFD)商业软件CFX 10.0,采用标准k-ε、RNG k-ε以及SST模型3种不同的湍流模型,对矩形管内球形颗粒作2维有序排列所形成的孔隙流道的等温单相流动进行数值模拟,并与Ergun关系式预计值进行对比;探讨球形颗粒的排列方式、直径等对单相流动阻力的影响;研究矩形管内单位长度压降及阻力系数随孔隙雷诺数Re的变化规律(1.5≤Re≤1497)。 展开更多

关键词 孔隙流道 单相流 数值模拟 压降 阻力系数

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基于OpenFOAM的5×5棒束流动数值模拟

13

作者 黄瑀琦 蔡杰进 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1304-1308,共5页

为验证OpenFOAM燃料组件子通道单相棒束流动的有效性,利用在OpenFOAM中实现的SST k-ω模型对MATIS-H基准题进行了模拟。基于OpenFOAM求解子通道速度场和压力场。将OpenFOAM的模拟数据与MATIS-H基准试验的数据进行了对比。结果表明,在网... 为验证OpenFOAM燃料组件子通道单相棒束流动的有效性,利用在OpenFOAM中实现的SST k-ω模型对MATIS-H基准题进行了模拟。基于OpenFOAM求解子通道速度场和压力场。将OpenFOAM的模拟数据与MATIS-H基准试验的数据进行了对比。结果表明,在网格划分精度为3级时,OpenFOAM模拟CFD子通道单相流动数据与MATIS-H基准题数据吻合度较好。由于格架和搅混翼的存在,冷却剂向中心流道靠拢,高低压区分布明显,趋于中心对称。子通道内产生涡旋,加强了燃料棒表面换热。OpenFOAM在子通道CFD模拟上具有应用前景。 展开更多

关键词 OPENFOAM MATIS-H基准题 单相流动 数值模拟

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单相流驱替物理模拟实验的煤粉产出规律研究 被引量：32

14

作者 曹代勇 姚征 +3 位作者 李小明 魏迎春 胡爱梅 宋波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期624-628,共5页

为研究煤层气井排采过程中煤粉的产出机理及其影响因素,开展了单相流驱替状态下煤粉产出物理模拟实验。通过改变单相流驱替流速及煤砖样品上、下围压的大小,分析不同实验条件下煤粉产出量、煤粉粒度分布特征以及裂隙导流系统的渗透率变... 为研究煤层气井排采过程中煤粉的产出机理及其影响因素,开展了单相流驱替状态下煤粉产出物理模拟实验。通过改变单相流驱替流速及煤砖样品上、下围压的大小,分析不同实验条件下煤粉产出量、煤粉粒度分布特征以及裂隙导流系统的渗透率变化等参数,归纳煤粉的动态产出规律。实验结果表明:在围压稳定的实验条件下,煤粉的产出具有一定的启动运移速率;煤粉的产出量与驱替液流速呈正相关、与围压呈负相关;煤粉在裂隙系统中的存在与运移会对其渗透率产生显著的影响;间断后重启单相流驱替作用会使煤粉产出量瞬间剧增。根据模拟实验结果可以认为,优化煤层气井的排采制度、控制井底流压降压速率的变化、稳定控制排水强度,将会有效地控制煤粉的产出量。 展开更多

关键词 煤层气井 煤粉产出 单相流驱替 物理模拟

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三种单相半波可控整流电路的比较研究 被引量：7

15

作者 张晓凡 荣军 +2 位作者 倪艳琴 马望 蒋新辉 《船电技术》 2016年第3期1-5,共5页

首先介绍了三种带不同负载的单相半波可控整流电路的工作原理,从理论分析中可以得出负载为阻感性负载时,输出电压的平均值降低。为了解决这个问题,可以在负载两端并联一个续流二极管。最后在Matlab/Simulink中对三种电路进行了建模和仿... 首先介绍了三种带不同负载的单相半波可控整流电路的工作原理,从理论分析中可以得出负载为阻感性负载时,输出电压的平均值降低。为了解决这个问题,可以在负载两端并联一个续流二极管。最后在Matlab/Simulink中对三种电路进行了建模和仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 单相半波可控整流电路 纯电阻 阻感性负载 续流二极管 建模与仿真

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三种单相桥式全控整流电路的比较研究 被引量：2

16

作者 文逸 荣军 +2 位作者 刘家兴 梁晓楠 史家军 《电子技术（上海）》 2016年第12期37-39,29,共4页

首先介绍了三种带不同负载的单相桥式全控整流电路的工作原理,从理论分析中可以得出负载为阻感性负载时,输出电压的平均值降低。为了解决这个问题,可以在负载两端并联一个续流二极管。最后在Matlab/Simulink中对三种电路进行了建模和仿... 首先介绍了三种带不同负载的单相桥式全控整流电路的工作原理,从理论分析中可以得出负载为阻感性负载时,输出电压的平均值降低。为了解决这个问题,可以在负载两端并联一个续流二极管。最后在Matlab/Simulink中对三种电路进行了建模和仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 单相桥式全控整流电路 纯电阻 阻感性负载 续流二极管 建模与仿真

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单相桥式半控整流带续流二极管电路的技术研究 被引量：2

17

作者 汤飞球 《电子技术（上海）》 2016年第4期37-38,共2页

首先介绍了单相桥式半控整流电路的工作原理,从理论分析中推断出其在阻感性负载情况下,电路会出现失控现象,为了解决这个问题,可以在负载两端并联一个续流二极管。最后通过仿真实验验证了理论分析的正确性。

关键词 单相全桥半控整流电路 阻感性负载 续流二极管失控 建模与仿真

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单相流数值试井模型 被引量：3

18

作者 刘立明 陈软雷 《油气井测试》 2001年第4期11-14,共4页

选取非结构网格进行数值试井研究 ,抛开了数值模拟中把油井当作源或汇的常规处理方法。阐述了基于控制线的阵面推进法和结构网络剖分原理。通过非结构网络 ,把井眼看作一个网格块 ,推导出了能反映开、关井后地层渗流量变化的用于求解单... 选取非结构网格进行数值试井研究 ,抛开了数值模拟中把油井当作源或汇的常规处理方法。阐述了基于控制线的阵面推进法和结构网络剖分原理。通过非结构网络 ,把井眼看作一个网格块 ,推导出了能反映开、关井后地层渗流量变化的用于求解单相流试井问题的差分模型。结果表明 。 展开更多

关键词 非结构网络 单相流动 数值模拟 试井模型 油井

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单相多分支并联管路流动特性研究与设计 被引量：5

19

作者 宋鹏飞 杨利然 《炼油技术与工程》 CAS 2020年第3期42-47,共6页

为探究多分支并联管路流动特性及其设计方法,采用CFD(计算流体动力学)对多分支并联管路模型进行了单相流动数值模拟,并分析了不同管路模型的流量分配和内部流场特性。结果表明:并联管路各支管阻力损失不同是导致支管流量分配不均的直接... 为探究多分支并联管路流动特性及其设计方法,采用CFD(计算流体动力学)对多分支并联管路模型进行了单相流动数值模拟,并分析了不同管路模型的流量分配和内部流场特性。结果表明:并联管路各支管阻力损失不同是导致支管流量分配不均的直接原因。支管涡流损失占支管总阻力损失比例很小时,各支管流量分配均匀性较好;支管涡流损失占支管总阻力损失比例很大时,通过设计使集管截面积与各支管截面积总和的比大于1,可以明显改善流量分配均匀性。避免并联管路支管入口发生涡流的方法有两种:一是支管出口流速不小于集管流速,且流体从集管进入支管时边界不发生突变,二是集管流速小于各支管出口流速,且集管流速小到一定程度,对于不同介质和不同管径该流速值有所不同。 展开更多

关键词 多分支 并联管路 单相 流动特性 涡流 数值模拟

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多孔介质数值仿真模型研究 被引量：3

20

作者 曾琦 吴霁薇 +3 位作者 徐遵宏 张海峰 余家利 陈婷 《长江大学学报（自科版）（上旬）》 2016年第10期46-49,共4页

多孔介质材料广泛应用于石油与化工等工程领域,该材料以其特殊的结构属性使得数值模型的建立较为困难,建立有效的多孔介质数值仿真模型能提高数值计算的精度。利用Workbench的Fluent流体仿真软件建立了直排颗粒堆积模型、叉排颗粒堆积... 多孔介质材料广泛应用于石油与化工等工程领域,该材料以其特殊的结构属性使得数值模型的建立较为困难,建立有效的多孔介质数值仿真模型能提高数值计算的精度。利用Workbench的Fluent流体仿真软件建立了直排颗粒堆积模型、叉排颗粒堆积模型和毛细管模型以模拟多孔介质材料,并基于k-ε湍流模型分别模拟了上述3种模型下的单相流流动特性,监测了3种模型的进出口压力,从而得出进出口的压差。3种模型的进出口压差对比发现,叉排颗粒堆积模型具有较大的流动阻力,毛细管模型的流动阻力最小。 展开更多

关键词 多孔介质 数值仿真模型 颗粒堆积模型 毛细管模型 单相流 数值仿真

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