NUMERICAL SIMULATIONS OF HYDRODYNAMIC BEHAVIORS IN CONICAL SPOUTED BEDS

The axial and radial distributions of static pressures and vertical particle velocities of conical spouted beds have been simulated and compared with experimental data. Simulation results show that, among all factors investigated, the Actual Pressure Gradient （the APG term） in conical spouted beds, introduced as the default gravity term plus an empirical axial solid phase source term, has the most significant influence on static pressure profiles, followed by the restitution coefficient and frictional viscosity, while other factors almost have no effect. Apart from the solid bulk viscosity, almost all other factors affect the radial distribution of the axial particle velocity, although the influence of the APG term is less significant. For complex systems such as conical spouted beds where a fluidized spout region and a defluidized annulus region co-exist, the new term introduced in this work can improve the CFD simulation. Furthermore, for other systems with the Actual Pressure Gradient different from either fluidized beds or packed beds, the new approach can also be applied.     

超高速碰撞效应的数值模拟

本文简要介绍和总结了有关超高速碰撞效应数值模拟研究的现状,讨论了数值格式和处理以及物理模型两个方面所取得的进展和存在的问题。      

含能材料密实床燃烧转爆轰的数值模拟

本文建立了含能材料密实床燃烧转爆轰的全粘性欧拉二维非定常两相反应流数学模型。将SIMPLE型的数值计算方法引入燃烧转爆轰的二维数值计算。对跨音速流动的处理和可压缩流体压力校正方程的建立提出了改进方法,并以无起爆药雷管作为算例。结果表明,本方法较好克服了二维两相流数值解的振荡现象。     

页岩气储层压裂数值模拟技术研究进展

页岩气储层水力压裂数值模拟既要考虑页岩储层岩石的特性,又要兼顾水平井分段压裂施工工艺,是一个非常棘手的力学难题.本文简述了页岩气储层岩石具有的地质力学特征和页岩气储层开发常用的水平井分段压裂技术;详述了扩展有限元、边界元、离散元在水力压裂裂缝模拟上的应用现状,指出了它们在处理裂缝问题的局限性和优越性,总结出边界元三维位移不连续法是模拟多裂缝扩展的有效方法.     

延性材料平面冲击波基本实验数值模拟的若干问题

假设屈服强度正比于剪切模量,分别构建了四种强度模型,并用于数值模拟Ly12铝的平面冲击波试验的质点速度剖面以及钨合金的平面冲击波试验的锰铜计应力记录.研究发现,基于Steinberg等的屈服强度模型比较符合实验.还对平面冲击波试验的层裂现象进行了简化的数值模拟,其中,采用了该文作者所提出的一种基于空穴聚集的层裂模型,该模型的特点是分别引入了层裂过程的早期及后期应力松弛方程.     

近海水域海洋流体动力学方程的数值模拟

近海水域海洋流体动力学方程数值模拟的研究,最早可追溯到1919年Defant的工作,50年代末开始得到蓬勃发展。60年代和70年代主要发展二维全流模式。现在对于二维全流模式数值模拟的研究应该说是相当完善的,不仅有系统的理论,提出了许多有效的方法,而且广泛地应用于诸如潮汐环流、风暴潮等的工程和预报的实际计算。三维模式是70年代开始发展的,近10年来发展很快。三维模式比较起二维模式来,其数值模拟自然要困难许多。这引起了研究者广泛的兴趣。现在三维模式的数值模拟,虽然提出的方法很多,也已有了不少成果,但研究工作仍是方兴未艾。      

三峡水库岸边排污的特性及数值模拟研究

数值模拟是研究和解决三峡水库污水岸边排污的重要手段之一．针对三峡水库岸边污水排放的特点,分析并阐述了排污口附近的水流和污染物分布特性及其所带来的数值困难．基于这些分析,讨论了深度平均二维模型和不同分层三维模型在模拟三峡库区岸边排污问题中的优势和不足,为库区岸边侧向排污数值模型的进一步发展奠定了基础．     

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应用一维水沙耦合数学模型研究了可冲刷坡面上滚波的水动力学特性. 模型的基本控制方程 采用完整的、基于守恒定律的一维浅水动力学方程,运用能够捕捉激波和泥沙运动不连续性 的WAF TVD二阶数值格式离散控制方程. 通过复演定床滚波的运动特点,对模型进行了验证. 可冲刷坡面的滚波数值模拟结果表明,床面形态对滚波水动力学特性有显著的影响.     

多相流动的直接数值模拟进展

多相流动的直接数值模拟的讨论就是把流场中颗粒周围计算网格缩小到颗粒尺寸以下进行流动的计算,颗粒的受力不是通过模型计算,而是通过积分表面的黏性力与压力获得.直接模拟方法的出现标志着人们对多相流动的认识从宏观扩展到微观层次.主要介绍了几种先进的直接模拟的方法:基于体适应的非结构化移动网格方法;基于固定网格方法;其它方法.      

经典锥壳理论的新发展

本文在评述前人有关锥壳理论研究的基础上,介绍了我国学者近年来的一系列研究成果.      

超高压环境下再生式喷雾燃烧过程的多维多相流数值模拟

液体药火炮内再生式喷雾燃烧过程的主要特点，一是处于超高压下，二是燃烧过程与决定液体喷射过程的移动边界高度耦合。建立了充分反映上述特点的多维多相流数学模型，对液滴相还考虑了液滴之间的碰撞与聚合以及液滴与湍流之间的相互作用。运用任意拉格朗日－欧拉数值方法进行了数值求解，得出了与实验基本一致的结果。给出并分析了过程各主要物理参量的时空分布，揭示了再生式喷雾燃烧过程的基本特征。     

轴向冲击载荷作用下锥壳中弹性应力波传播的计算和实验研究

本文利用有限元分析和模型实验研究了在轴向冲击载荷作用下,锥壳中弹性应力波的传播、计算和实验结果表明,结构中存在着弹性纵波和弹性弯曲波的传播,它们传播的速度各不相同,使壳面承受不同的应力状态;讨论了纵波和弯曲波随壳面的衰减;实验指出,由于边界的影响,即使纵波的反射也会产生新的反射弯曲波沿锥面传播。     

叶栅可压缩流场的数值分析

将一维ＡＵＳＭ＾＋格式与三阶精度ＭＵＳＣＬ格式融合,给出了其在任意风线坐标下的二维形式,采用有限体积法,将ＡＵＳＭ＾＋格式与Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ格式结合,对叶栅可压缩流场进行了数值模拟,典型算例的计算结果与有关献结果相符很好,表明ＲＫ－ＡＵＳＭ＾＋混合格式对叶栅可压缩流场进行数值模拟是可行的。     

超声速和高超声速进气道的数值模拟

本文讨论超声速和高超声速进气道的数值模拟问题,其中包括国内外对进气道问题的一些主要进展、方向和今后预研的动态,目的在于弄清流场形成的机理,为高速飞行器进气道的气动设计提供理论依据。      

格构细胞机模型在岩石劈裂过程中的数值模拟研究

基于弹塑性损伤理论,结合格构细胞机以及格构模型的优点,提出了格构细胞机模型,用于模拟岩石的劈裂破坏机理并取得了较好的结果.     

载流圆锥薄壳的磁弹性应力与变形分析

在建立旋转壳体的非线性磁弹性运动方程的基础上,研究了电磁场和机械载荷联合作用下载流圆锥薄壳的磁弹性效应通过算例,得到了载流圆锥薄壳的位移及应力与通电电流强度之间的关系,解决了圆锥薄壳顶点处的奇异性问题,给出了轴对称条件下的数值解.计算结果表明:改变通电电流强度,可以改变载流圆锥薄壳的应力与变形状态,达到控制圆锥薄壳的受力与变形的目的.     

湍流燃烧数值模拟研究的综述

对湍流燃烧数值模拟的研究进行了综合评述,其中涉及直接数值模拟（ＤＮＳ）、大涡模拟（ＬＥＳ）、随机涡模拟、概率密度函数输运方程模拟、条件矩模型、简化概率密度函数模型、关联矩模型以及基于简单物理概念的一些唯象模型等几个重要方面．对全面了解湍流燃烧数值模拟的研究现状及前景提出了看法．     

PREDICTION OF FLOW REGIMES IN SPOUT-FLUIDIZED BEDS

Five main flow regimes in spout-fluidized bed were identified in this study, namely, fixed bed, spout with aeration, spout-fluidization, jet in fluidized bed and slugging, together with their corresponding major frequencies translated from pressure signals. The empirical equation A=aB^b, in which A=Fr^＊I（HIDi） and B=（Fr^＊I（HIDi））/（Ugt/Umf） are respectively the spout-geometry and spout-geometry-fluidization dimensionless numbers, was proposed to distinguish these flow regimes.     

PREDICTION OF FLOW REGIMES IN SPOUT-FLUIDIZED BEDS

Five main flow regimes in spout-fluidized bed were identified in this study, namely, fixed bed, spout with aeration, spout-fluidization, jet in fluidized bed and slugging, together with their corresponding major frequencies translated from pressure signals. The empirical equation A=aBb, in which A=Fr* /(H/Di) and B=(Fr*/(H/D))/(μg/μmf) are respectively the spout-geometry and spout-geometry-fluidization dimensionless numbers, was proposed to distinguish these flow regimes.     

横向紊动射流的数值与实验研究进展

横向紊动射流作为流体运动的一种重要类型,广泛存在于如: 燃气轮机气膜冷却、锅炉燃烧室等的燃烧控制, V/STOL(垂直或短距离起落)飞机、废气排放的控制等工程实际应用中.由于射流的存在,增加了流场的复杂性,流场中同时存在射流剪切层涡、马蹄形涡系、反向旋涡对和尾迹涡等4种涡系结构,这对流体力学理论研究具有重要意义.长期以来,研究人员从理论分析、实验测量和数值模拟方面对横向紊动射流进行了大量的研究工作,目前已经认识了流场中的许多流动特性和流动机理.从数值模拟和实验研究两个方面,比较并分析了国内外横向紊动射流研究的现状和研究结果,评述了不同湍流模型以及不同的实验测量方法对横向紊动射流的预测能力,讨论了存在的问题并对该领域的研究方向进行了展望.