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径向流反应器导流锥结构优化及流场特性数值模拟
1
作者 朱博韬 张亚新 王硕 《新疆大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS 2023年第4期444-452,共9页
基于计算流体力学与离散元法耦合(CFD-DEM)的模拟方法,以实现最高流场均匀度为目标,探究了导流锥结构对流场均布的影响.在获得最优导流锥结构的基础上,进一步研究了反应器高径比(I)、开孔率(ϕ)和内外流道截面比(S)对流场均布的影响.结... 基于计算流体力学与离散元法耦合(CFD-DEM)的模拟方法,以实现最高流场均匀度为目标,探究了导流锥结构对流场均布的影响.在获得最优导流锥结构的基础上,进一步研究了反应器高径比(I)、开孔率(ϕ)和内外流道截面比(S)对流场均布的影响.结果表明:导流锥形状系数a和n均取1.00时反应器内流场均匀度最高;高径比、开孔率和内外流道截面比较小有利于流场均布;正交实验表明,开孔率对流场均匀度影响最大,反应器最优结构为高径比取4、开孔率取0.055、内外流道截面比取0.2. 展开更多
关键词 径向流反应器 导流锥 数值模拟 CFD-DEM 流场均匀度
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基于PFC-CFD的双环径向反应器流场特性数值模拟 被引量：3
2
作者 岳蓓蓓 张亚新 《新疆大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS 2022年第1期34-41,共8页
双环径向反应器是一种具有更低床层压降和更高节能效率的反应器,为研究催化剂床层和反应器结构对反应器内流场的影响,模拟了颗粒尺寸为10 mm、12 mm、16 mm和20 mm随机堆积床层和分布筒开孔率为0.044、0.087和0.121时反应器内流场变化规... 双环径向反应器是一种具有更低床层压降和更高节能效率的反应器,为研究催化剂床层和反应器结构对反应器内流场的影响,模拟了颗粒尺寸为10 mm、12 mm、16 mm和20 mm随机堆积床层和分布筒开孔率为0.044、0.087和0.121时反应器内流场变化规律.结果表明:用较小的催化剂颗粒填充的床层具有更高的流场均匀度,综合对比,粒径为12 mm的颗粒堆积的床层流场均匀度最优;随着开孔率由0.121减小至0.044,内床层均匀度由负转正,外床层均匀度由0.36增至0.84.通过两因素综合比较,发现开孔率对流场均匀度的影响大于粒径的影响,减小分布筒开孔率能快速提高流场均匀度. 展开更多
关键词 双环径向反应器 数值模拟 颗粒尺寸 开孔率 流场均匀度
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带中间通道的蓄热体结构设计及放热性能研究
3
作者 徐迅 顾帅 鞠贵冬 《分布式能源》 2023年第4期40-45,共6页
固体蓄热技术将非峰值电能转化为热能,对消纳电网富余电能、平衡峰谷负荷以及减少环境污染具有积极意义。针对现有固体蓄热装置取热不均问题,提出一种新型结构蓄热体,在通风孔道内设计中间通道。利用Fluent建立蓄热体数值模型,研究了新... 固体蓄热技术将非峰值电能转化为热能,对消纳电网富余电能、平衡峰谷负荷以及减少环境污染具有积极意义。针对现有固体蓄热装置取热不均问题,提出一种新型结构蓄热体,在通风孔道内设计中间通道。利用Fluent建立蓄热体数值模型,研究了新型结构蓄热体放热时的温度分布和通风孔道内的流速分布,并与无中间连通结构蓄热体进行了对比分析。研究表明:中间连通结构提高了换热效率,减轻了热堆积现象;新型结构蓄热体相比于无中间连通结构,放热过程中平均温度下降37~68℃,最高降幅22.8%,最大温差下降27~60℃,最高降幅48.2%;中间连通结构使通风孔道中心处流速相对标准偏差下降45.4%,提高了流场均匀度;沿竖直方向的中间连通结构使蓄热体竖直方向温度分布更均匀,且未对水平方向的温度均匀性造成恶化影响。 展开更多
关键词 固体蓄热 结构设计 数值模拟 放热性能 流场均匀度
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三维整体式喷动-流化床结构优化与流动数值模拟 被引量：4
4
作者 杨春玲 白谨豪 +2 位作者 吴峰 马晓迅 杨剑 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1415-1423,共9页
为了对环隙区内的颗粒堆积层产生局部流化作用,提出了一种在喷动床锥体处开一定数量侧喷嘴的整体式多喷嘴喷动-流化床结构,并采用双流体模型(TFM)对三维整体式多喷嘴喷动-流化床内的气固两相流动行为进行了数值模拟。通过计算流体力学(C... 为了对环隙区内的颗粒堆积层产生局部流化作用,提出了一种在喷动床锥体处开一定数量侧喷嘴的整体式多喷嘴喷动-流化床结构,并采用双流体模型(TFM)对三维整体式多喷嘴喷动-流化床内的气固两相流动行为进行了数值模拟。通过计算流体力学(CFD)模拟获得了喷动床内颗粒体积分数、颗粒速度及流场均匀度分布情况,并将模拟结果与传统喷动床进行了对比,同时对锥体处开孔直径等关键参数进行了优化分析。结果表明:与常规喷动床相比,三维整体式多喷嘴喷动-流化床结构能有效增强喷动床环隙区与喷射区颗粒的径向混合,特别是流化了喷动床环隙区底部颗粒的流动死区。颗粒流场均匀度(CV)值随着床层高度的增加而上升,表明多喷嘴对颗粒流场的均匀化效应主要体现在喷动床柱锥区,当Ai/Az=0.67时,侧喷嘴对喷动-流化床内整体的颗粒流化作用达到最佳。 展开更多
关键词 流化床 多喷嘴喷动 气固两相流动 三维 流场均匀度 数值模拟
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基于CFD-DEM的异形催化剂径向床反应器数值模拟 被引量：4
5
作者 何媛媛 张亚新 《化学反应工程与工艺》 CAS 北大核心 2019年第3期200-208,共9页
为研究催化剂颗粒形状对床层流场均匀度的影响,应用计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)对异形催化剂颗粒随机堆积径向床反应器内的流场进行数值模拟,分别建立柱形、小孔环柱形、大孔环柱形、3孔柱形以及5孔柱形颗粒床层模型,分析反... 为研究催化剂颗粒形状对床层流场均匀度的影响,应用计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)对异形催化剂颗粒随机堆积径向床反应器内的流场进行数值模拟,分别建立柱形、小孔环柱形、大孔环柱形、3孔柱形以及5孔柱形颗粒床层模型,分析反应器床层孔隙率、速度场和压力场的变化。结果表明,不同形状颗粒床层的流场均匀度从高到低的顺序为柱形、3孔柱形、5孔柱形、大孔环柱形和小孔环柱形,柱形颗粒床层主流道径向压差最高,床层孔隙率最低,床层径向速度及压降沿轴向变化最小,流体分布最均匀。 展开更多
关键词 计算流体力学-离散元法 异形催化剂 径向流 流场均匀度
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风浪作用下船体纵摇运动对螺旋桨激振力特性影响分析 被引量：5
6
作者 李亮 刘登成 +1 位作者 洪方文 郑巢生 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期1-13,共13页
大型高速船舶在风浪中航行时会发生摇荡,导致推进效率下降,还会引发严重的螺旋桨激振力。以KCS船和KP505螺旋桨为研究对象,采用RANS方法和重叠网格技术,对无船体纵摇运动和有船体纵摇运动下的船-桨-舵系统开展了水动力数值计算分析。计... 大型高速船舶在风浪中航行时会发生摇荡,导致推进效率下降,还会引发严重的螺旋桨激振力。以KCS船和KP505螺旋桨为研究对象,采用RANS方法和重叠网格技术,对无船体纵摇运动和有船体纵摇运动下的船-桨-舵系统开展了水动力数值计算分析。计算结果显示,在纵摇运动下桨盘面处标称流场的空间不均匀度基本上和无纵摇运动相当,但流场的时间不均匀度急剧增加。同时,在船体纵摇运动情况下船体阻力时均值大幅增加、螺旋桨推力时均值大幅减小。对螺旋桨水动力时域信号进行快速傅里叶分析,发现在纵摇运动时螺旋桨非定常力频谱中的峰值更加丰富,在所有峰值中以纵摇运动频率处的峰值为最大,且远大于叶频处的峰值,它随纵摇运动幅值的增大而升高。 展开更多
关键词 纵摇运动 螺旋桨激振力 船-桨-舵系统 流场不均匀度
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两种乘波前体/进气道一体化设计与性能研究 被引量：1
7
作者 肖洪 吴丁毅 +1 位作者 刘振侠 廉小纯 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期150-154,共5页
建立了由激波面推算波后流场的计算方法,设计了能够产生三道封闭圆锥激波的相交锥模型.以此为基础生成了具有三道封闭激波的乘波前体和具有一道封闭激波两道平面激波的乘波前体对比模型.分别对两种乘波前体与进气道一体化模型进行了全... 建立了由激波面推算波后流场的计算方法,设计了能够产生三道封闭圆锥激波的相交锥模型.以此为基础生成了具有三道封闭激波的乘波前体和具有一道封闭激波两道平面激波的乘波前体对比模型.分别对两种乘波前体与进气道一体化模型进行了全三维流场计算,研究了两模型在不同飞行状态下的气动性能.结果表明三道封闭激波乘波前体模型相比对比模型具有较大的气动性能优势.在进气道进口截面处边界层厚度几乎相等的情况下,流量系数提高了3.4%,总压恢复系数提高了8%,进气道进口截面流场不均匀度降低了8.8%.相比低于设计马赫数和负攻角,两模型在高于设计马赫数和正攻角有较大的封闭激波飞行范围.CFD计算结果表明,对于乘波前体设计马赫数应低于实际飞行马赫数,并且宜采用正攻角飞行. 展开更多
关键词 乘波 前体 流量系数 总压恢复 流场不均匀度
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涡扇发动机试车台进气导流装置优化初探
8
作者 王静 孟进卓 +2 位作者 卢强 杨振军 张能 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2015年第3期54-58,共5页
简要介绍了航空发动机试车台进气导流装置的结构形式,然后运用数值模拟手段对进气导流装置进行了分析,论证了进气导流装置方案的可行性和必要性。基于给定分析条件,对导流片安装角、叶片数量、进气角、圆弧半径、排气角5个变量进行组合... 简要介绍了航空发动机试车台进气导流装置的结构形式,然后运用数值模拟手段对进气导流装置进行了分析,论证了进气导流装置方案的可行性和必要性。基于给定分析条件,对导流片安装角、叶片数量、进气角、圆弧半径、排气角5个变量进行组合分析,给出了5个变量与总压损失的关系;综合考虑规范要求、工程可实施性及经济成本,选出进气导流装置的5个优化参数组合(进气角0°、安装角47°、圆弧半径560 mm、叶片数量25、排气角-2°),使得试车间流场均匀度最好。 展开更多
关键词 航空发动机试车台 进气导流装置 数值模拟 优化 导流片 流场均匀度 总压损失
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乘波构型前体/进气道一体化设计仿真研究 被引量：1
9
作者 高双林 蔡元虎 肖洪 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第10期118-121,313,共5页
研究了源于锥形流场乘波构型、源于相交锥流场乘波构型和密切分析法乘波构型三种比较有应用潜力的高超声速乘波构型前体。开展了对三种乘波构型前体气动性能的仿真计算和评估,为高超声速飞行器乘波前体/进气道一体化设计提供了参考。分... 研究了源于锥形流场乘波构型、源于相交锥流场乘波构型和密切分析法乘波构型三种比较有应用潜力的高超声速乘波构型前体。开展了对三种乘波构型前体气动性能的仿真计算和评估,为高超声速飞行器乘波前体/进气道一体化设计提供了参考。分析结果表明:具有单道前缘封闭激波的源于锥形流场的乘波构型应用价值有限,而具有三道封闭压缩激波的相交锥乘波构型和密切分析法乘波构型在完成相同压缩任务的条件下表现出了较大优势。在进气道进口截面处边界层厚度近似相等的情况下,后两种构型进气道总压恢复系数相比第一种构型分别提高了21.2%/和17.6%,流量系数分别提高了3.6%和1%,进气道出口截面流场不均匀度分别降低了8.9%和5.1%。 展开更多
关键词 乘波构型 总压恢复系数 流量系数 流场不均匀度 数值仿真
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三维收缩段初步设计研究
10
作者 张铁军 董军 李鸿岩 《气动研究与实验》 2005年第3期15-23,共9页
收缩段是风洞的重要组成部分，它的优劣影响着风洞实验段气流品质的好坏。在固定入口、出口、长度条件下，本文针对几种不同收缩曲线得到的收缩段模型。使用H—H型网格、采用ROE格式进行流场数值模拟，并将模拟得到的结果进行了对比分析。
关键词 收缩段 收缩曲线 网格 流场均匀度 数值模拟 设计研究 流场数值模拟 三维 风洞实验 组成部分
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