Our previous study showed that the frictional drag decreases with increasing void fraction at Re〉1300, while it increases at Re 〈 1000. Decomposition of the Reynolds shear stress also implied that bubbles induce iso...Our previous study showed that the frictional drag decreases with increasing void fraction at Re〉1300, while it increases at Re 〈 1000. Decomposition of the Reynolds shear stress also implied that bubbles induce isotropy of turbulence. In order to confirm our previous analysis and to further investigate flow fields in the vicinity of bubbles, we analyze velocity fluctuations on the quadrant space in the streamwise and transverse directions （u′-v′ plane）. Here, we focus on two specific Reynolds numbers （at Re≈900 and ≈1410, which are close to the laminar-to-turbulent transition regime） and discuss bubble effects on sweep （u′〉 0, v′〈 0 ） and ejection （u′〈 0, v′〉 0） events as a function of the Reynolds number. We also illustrate velocity fluctuations in the vicinity of an individual bubble and a swarm of bubbles on the u′- v′ coordinates. The results show that a bubble swarm suppresses the velocity fluctuations at Re≈1410.展开更多
移动床在各种过程工业中普遍存在。从颗粒尺度出发刻画移动床内颗粒物料的复杂流动行为,对于大型移动床反应器的设计、放大和优化具有重要的意义。本工作基于三维离散单元法(Discrete Element Method,DEM)数值模拟,考察了漏斗流和半整...移动床在各种过程工业中普遍存在。从颗粒尺度出发刻画移动床内颗粒物料的复杂流动行为,对于大型移动床反应器的设计、放大和优化具有重要的意义。本工作基于三维离散单元法(Discrete Element Method,DEM)数值模拟,考察了漏斗流和半整体流卸料流型下移动床内颗粒物料的运动特性,重点探讨了两种卸料流型下颗粒运动脉动特性的异同。首先通过对比流动区轮廓及其特征宽度随时间演化的模拟预测结果和实验测量结果,检验了DEM模拟结果的可靠性。DEM模拟结果表明,两种卸料流型下,流动区上部区域不同位置处颗粒平均轴向速度随时间的变化都呈现出显著的非随机波动,表现为颗粒平均轴向速度时间序列的离散傅里叶变换频谱图都出现了明显的特征峰。空间相关性分析结果表明,在流动区上部区域,不同位置处颗粒轴向速度随时间的波动呈现强烈的空间相关性,两种卸料流型下体系内都形成了局部共振。不同轴向位置处颗粒轴向速度的延迟相关性分析结果表明,这种共振行为源自于床层底部出口上方。对颗粒轴向速度和颗粒间接触力之间延迟相关性的分析结果显示,两者之间存在显著的相关性,且后者的波动先于前者的波动,说明模拟得到的共振现象可能源于自由落体拱机制。本工作的模拟结果表明,漏斗流和半整体流流型下移动床内颗粒物料卸料过程中都可出现共振,且两种卸料流型下颗粒共振特征并无本质区别。展开更多
在高度H=1 mm,宽度W=20 mm的狭缝内,实验研究了不同初始压力（P0=10-40 k Pa）下化学恰当比的C2H4/O2预混气的爆轰传播特性。采用烟迹法记录爆轰胞格结构,同时采用高速摄影捕捉火焰面。实验结果表明,随着初始压力降低,爆轰波的化学反应...在高度H=1 mm,宽度W=20 mm的狭缝内,实验研究了不同初始压力（P0=10-40 k Pa）下化学恰当比的C2H4/O2预混气的爆轰传播特性。采用烟迹法记录爆轰胞格结构,同时采用高速摄影捕捉火焰面。实验结果表明,随着初始压力降低,爆轰波的化学反应诱导区距离增大,壁面条件（如摩擦、导热）的影响增强,导致火焰传播的速度震荡加剧,爆轰波传播从多头模式向单头模式过渡,并可出现多次起爆或者熄爆等复杂现象。此外,稳定自持传播爆轰波的速度亏损会随初始压力降低而增大,但详细规律还需进一步研究。展开更多
文摘Our previous study showed that the frictional drag decreases with increasing void fraction at Re〉1300, while it increases at Re 〈 1000. Decomposition of the Reynolds shear stress also implied that bubbles induce isotropy of turbulence. In order to confirm our previous analysis and to further investigate flow fields in the vicinity of bubbles, we analyze velocity fluctuations on the quadrant space in the streamwise and transverse directions （u′-v′ plane）. Here, we focus on two specific Reynolds numbers （at Re≈900 and ≈1410, which are close to the laminar-to-turbulent transition regime） and discuss bubble effects on sweep （u′〉 0, v′〈 0 ） and ejection （u′〈 0, v′〉 0） events as a function of the Reynolds number. We also illustrate velocity fluctuations in the vicinity of an individual bubble and a swarm of bubbles on the u′- v′ coordinates. The results show that a bubble swarm suppresses the velocity fluctuations at Re≈1410.
文摘移动床在各种过程工业中普遍存在。从颗粒尺度出发刻画移动床内颗粒物料的复杂流动行为,对于大型移动床反应器的设计、放大和优化具有重要的意义。本工作基于三维离散单元法(Discrete Element Method,DEM)数值模拟,考察了漏斗流和半整体流卸料流型下移动床内颗粒物料的运动特性,重点探讨了两种卸料流型下颗粒运动脉动特性的异同。首先通过对比流动区轮廓及其特征宽度随时间演化的模拟预测结果和实验测量结果,检验了DEM模拟结果的可靠性。DEM模拟结果表明,两种卸料流型下,流动区上部区域不同位置处颗粒平均轴向速度随时间的变化都呈现出显著的非随机波动,表现为颗粒平均轴向速度时间序列的离散傅里叶变换频谱图都出现了明显的特征峰。空间相关性分析结果表明,在流动区上部区域,不同位置处颗粒轴向速度随时间的波动呈现强烈的空间相关性,两种卸料流型下体系内都形成了局部共振。不同轴向位置处颗粒轴向速度的延迟相关性分析结果表明,这种共振行为源自于床层底部出口上方。对颗粒轴向速度和颗粒间接触力之间延迟相关性的分析结果显示,两者之间存在显著的相关性,且后者的波动先于前者的波动,说明模拟得到的共振现象可能源于自由落体拱机制。本工作的模拟结果表明,漏斗流和半整体流流型下移动床内颗粒物料卸料过程中都可出现共振,且两种卸料流型下颗粒共振特征并无本质区别。
文摘在高度H=1 mm,宽度W=20 mm的狭缝内,实验研究了不同初始压力（P0=10-40 k Pa）下化学恰当比的C2H4/O2预混气的爆轰传播特性。采用烟迹法记录爆轰胞格结构,同时采用高速摄影捕捉火焰面。实验结果表明,随着初始压力降低,爆轰波的化学反应诱导区距离增大,壁面条件（如摩擦、导热）的影响增强,导致火焰传播的速度震荡加剧,爆轰波传播从多头模式向单头模式过渡,并可出现多次起爆或者熄爆等复杂现象。此外,稳定自持传播爆轰波的速度亏损会随初始压力降低而增大,但详细规律还需进一步研究。
