Numerical solutions of the shallow water equations with discontinuous bed topography

A simple scheme is developed for treatment of vertical bed topography in shallow water flows. The effect of the vertical step on flows is modelled with the shallow water equations including local energy loss terms. The bed elevation is denoted with z_b^‐ for the left and z_b⁺ for the right values at each grid point, hence exactly representing a discontinuity in the bed topography. The surface gradient method (SGM) is generalized to reconstruct water depths at cell interfaces involving a vertical step so that the fluxes at the cell interfaces can accurately be calculated with a Riemann solver. The scheme is verified by predicting a surge crossing a step, a tidal flow over a step and dam‐break flows on wet/dry beds. The results have shown good agreements compared with analytical solutions and available experimental data. The scheme is efficient, robust, and may be used for practical flow calculations. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

生物质洁净能源研究中的流化床动力学模型

分别对最小流化床、鼓泡流化床和腾涌流化床及相应的全混模型、鼓泡模型、气泡汇集模型等加以综述 ,分析其优缺点 ,并在此基础上提出动力学模拟研究的新思路 .根据流化床内在的本质———流化态的不同 ,将流化床分为最小流化床、鼓泡流化床和腾涌流化床三种 .总结了前人针对各种流化床提出的全混模型、鼓泡模型、气泡汇集模型等思想 ,建议今后可以在以下几个方面进行深入研究 :⑴使得模型更有普适性 .⑵由于气泡有效直径尚不能在理论上求得 ,可以在理想气泡直径变化公式的基础上 ,加入非线性化学的计算 .⑶确定不同情况下的参数 ,使得工作更有延续性 ,也使得模型更加具有生命力 .⑷从高压的角度去进行模型的计算 ,并得到相应的试验数据支持 .     

Some hydrodynamic aspects of 3-phase inverse fluidized bed

Hydrodynamics of 3-phase inverse fluidized bed is studied experimentally using low density particles for different liquid and gas velocities. The hydrodynamic characteristics studied include pressure drop, minimum liquid and gas fluidization velocities and phase holdups. The minimum liquid fluidization velocity determined using the bed pressure gradient, decreases with increase in gas velocity. The axial profiles of phase holdups shows that the liquid holdup increases along the bed height, whereas the solid holdup decreases down the bed. However, the gas holdup is almost uniform in the bed.     

作物生长的土壤中氧气浓度场的稳态数值模拟

建立了一个描述土壤中热、湿、气耦合迁移的数学模型,对有冬小麦生长的圆柱形土壤床中的氧气浓度场进行 了数值模拟。结果表明,土壤床中的氧气浓度场与冬小麦的生长发育阶段、上壤的孔隙率以及土壤床的高度等因素密切相 关。     

城市垃圾与煤在CFBC试验台上的混烧试验

城市垃圾的焚烧处理一直是人们关注的研究领域。本文详细报告了一种城市垃圾与劣质煤在0.15兆瓦CFBC试验台上的混烧试验。试验结果表明,城市垃圾与劣质煤在循环流化床中的混烧可以很好地满足稳定和高温燃烧的要求,通过添加石灰石等含钙物料可以有效地在燃烧过程巾控制SO2、HCl和二(?)英类污染物的生成。     

造纸污泥与废水污泥流化床焚烧时NO_x和SO_2的排放特性研究

1前言流化床焚烧污犯是近年来发达国家广泛采用的方法，它能很好地实现污泥的稳定化、无害化、减容化和资源化处理。燃煤流化床锅炉污染物排放方面已做了大量的研究工作，由于污泥与煤在结构和性质方面的差异较大，因此有必要对流化床焚烧污泥时污染物排放特性进行研究。本文详细研究了造纸、废水污泥在流化床中焚烧时污泥水份、运行床温及过量空气对NO。和SO。的排放特性及污泥N－＋NO。、S－SO。的转化率的影响，并对这两种性质差异较大的污泥焚烧时的NO。和502的生成特性进行了对比分析，取得了许多有价值的结果，为污泥流化床焚烧…     

气-固流化床反应器内双流体力学模型及其验证 Ⅱ.单组分两维射流床内流场特性分析

由以质量、动量和能量三大守恒定律为基础的湍流两相流理论出发,建立了描述气固流化床内两相流动的数学模型;在微型计算机上编写了相应的数值计算和图形处理程序;为了验证模型的可靠性,本文着手模拟与分析了单组分颗粒体系两维射流流化床内气、固相速度场、空隙度和压力场随时间、空间变化规律;得到了与前人实验结果相吻合的结论。     

气固射流床射流深度的研究

在３００×５１×２６００ｍｍ的二维射流床中，采用多路毕托管测试系统，对包括三种双组份混合物在内的五种物料的射流深度进行了考察。结果表明，射流管径、射流气速对射流深度都有影响，本文尤其考察了环隙气量与射流深度的关系，发现在同样的射流气速下，环隙气速增大则射流深度降低，得出了综合各种影响因素的关联式。     

不同常压流化床煤气化方案的模型预测 Ⅰ. 模型建立及验证

为评价不同气化方案对常压流化床气化的影响，从化学动力学角度并结合化学平衡建立了流化床气化模型，该模型考虑了煤热解和气化所经历的各反应过程。模型预测结果与文献报道的试验数据吻合较好，气化组分的平方误差和在10%左右，表明该模型可以用来预测各种气化方案对常压流化床气化的气化过程、生成煤气组分和气化效率等方面的影响。     

液固流化床内床层动态特性的CFD模拟

在对液固流化床内流动特性进行理论分析的基础上，采用多相流CFD方法模拟了二维矩形流化床内水和玻璃球体系的流体动力学特性。实验结果表明，流体速度突变后，液固流化床从一个平衡状态向另一个平衡状态过渡。当液体速度减小时，床层表面及分隔界面的变化与理论模型预测一致；由于重力不稳定性的影响，当液体速度增大时，床层表面稳定上升但与时间不呈线性关系，且分隔界面难以分辨。进而膨胀后停留时间的长短对收缩过程的影响也可以忽略。尽管床层收缩时间明显小于实际膨胀时间，但是与预报的理想膨胀时间比较接近。模拟结果与前人的实验研究和理论分析相吻合，表明多相流CFD模拟可以很好地预测液固流化床的床层动态行为。