A USM-Θ two-phase turbulence model for simulating dense gas-particle flows

A second-order moment two-phase turbulence model for simulating dense gas-particle flows (USM- model), combining the unified second-order moment two-phase turbulence model for dilute gas-particle flows with the kinetic theory of particle collision, is proposed. The interaction between gas and particle turbulence is simulated using the transport equation of two-phase velocity correlation with a two-time-scale dissipation closure. The proposed model is applied to simulate dense gas-particle flows in a horizontal channel and a downer. Simulation results and their comparison with experimental results show that the model accounting for both anisotropic particle turbulence and particle-particle collision is obviously better than models accounting for only particle turbulence or only particle-particle collision. The USM- model is also better than the k--kp- model and the k--kp-p- model in that the first model can simulate the redistribution of anisotropic particle Reynolds stress components due to inter-particle collision, whereas the second and third models cannot.The project supported by the Special Funds for Major State Basic Research of China (G-1999-0222-08), the National Natural Science Foundation of China (50376004), and Ph.D. Program Foundation, Ministry of Education of China (20030007028)     

稀薄气固两相流的数值分析

本文用拉格朗日方法对稀薄气固两相流进行了数值分析,着重讨论有颗粒存在时,颗粒对气流速度分布的影响。计算的实例与实验结果比较,有着很好的吻合。     

射流影响下气固两相流动试验的定量分析

为了研究受限空间内的射流影响下的气固两相流动,本文采用数码颗粒图像测速仪（DpIV）系统测量颗粒分布,并开发了一套用于处理DPIV颗粒图片的算法,可用于准确地定量分析通道内的颗粒分布。使用该算法能够获得颗粒在拍摄平面内的二维相对浓度数据,定量分析该数据发现,在同样的流场条件下,射流对气流场和不同粒径颗粒的影响区域存在明...     

惯性颗粒所见被动标量统计特性的DNS与模型研究

本文采用DNS方法,对惯性颗粒所见各向同性湍流中具有平均标量梯度的被动标量场统计特性进行了研究。结果表明：惯性对颗粒温度脉动强度,两相温度关联,自相关特性以及颗粒热流与两相交叉热流的统计特性具有明显的影响。在PDF方法的框架下,系统地推导了非等温气固两相流的PDF方程,且基于朗之万随机体系对方程进行了封闭,并利用前面的...     

气固两相流中流型和电荷分布的可视化研究

提出了一种非侵入式同时测量气固两相流型和电荷分布的可视化测试方法。数值仿真结果表明,ECT提供的介电常数分布信息可用于修正实际流型下的EST电荷灵敏场,降低了电荷分布反演的不确定性,EST的图像重建误差有所减小,有效的提高了电荷分布反演的精度。将该测试方法分别应用于粉体重力输送系统和高压密相气力输送系统,结果表明重力输送试验中颗粒浓度大的区域电荷密度值较大,而在气力输送试验中,颗粒浓度大的区域,电荷密度值反而较小,且随着管内煤粉颗粒浓度的增加,粉体总的电荷强度值减小。     

半圆形粗糙元壁面颗粒沉积数值模拟研究

为研究半圆形粗糙元壁面对颗粒沉积的影响,分别采用雷诺应力模型（RSM）和离散相模型（DPM）求解流场与颗粒运动轨迹,并结合临界速度判别颗粒沉积的方法。通过构建不同半圆形粗糙元参数（e/D,p/e）的通风管道计算域,研究了1~10 μm颗粒沉积速度变化及沿气流方向颗粒的沉积趋势,分析了流场所引起的湍流变化对颗粒沉积的影响,与相同参数下的方形粗糙元壁面颗粒沉积特性进行了对比。同时,分析了粗糙元参数对颗粒沉积速度的影响。结果发现,半圆形壁面颗粒沉积速度小于同参数下的方形壁面颗粒沉积速度,这是由于半圆形壁面的回流区相对方形粗糙元更小,捕捉颗粒能力差,半圆形粗糙元流体附壁效应导致半圆形粗糙元拦截效率较低。当e/D=0.02,p/e=3时,颗粒沉积速度变化较大,但在其余参数下变化并不大。半圆形粗糙元壁面的迎风面是颗粒沉积的主要区域。     

平直通道内固体粒子扩散的实验研究

本文通过实验进行了一个平直通道内气固两相流动的固体粒子扩散的研究,介绍了实验目的、装置设计、实验原理及测量过程。设计了尺寸为７５０ｘ２００ｘ５０实验段,实验中使用ＰＩＶ技术进行测量,获得了一个平直通道内的气体及固体颗粒的时均速度场、脉动速度场等数据,并得出了粒子扩散、浓度和湍流脉动速度的定性关系。对深入了解湍流流场内固体粒子的行为和进一步深入研究气固两相流的细微结构打下了良好的基础。     

分级进风燃烧室内高温气固两相流动的PDA测量

本文建立了分级进风燃烧室高温气固两相流动的实验装置。利用三维激光粒子动态分析仪(PDA),测量了燃烧室内有气相燃烧的高温气固流动的两相瞬时速度场。得到了平均轴向与切向速度、轴向与切向脉动速度均方根值和轴向-切向脉动速度关联量的分布。     

固体颗粒与通道壁面相互作用的实验研究

本文通过实验研究了在一个水平直通道和三个倾斜通道内固体颗粒沿着主气流的方向运动,与通道壁面发生碰撞及和主气流掺混的特性。实验采用了PIV测试技术,获得了在流道中固体颗粒及气流的大量的瞬态及对应的时均流场数据。测量采用流场可视化技术,再现了流场的动态细节。在对实验数据分析的基础上,总结了有关颗粒扩散及与固壁碰撞的一些规律,定量阐述了固体颗粒与壁面碰撞的规律,提出了恢复系数为粒子入射速度与角度函数的模型。