两相反应流论文_陈红生

导读:本文包含了两相反应流论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:两相,数值,多相,内燃机,曲率,坐标系,涡流。

两相反应流论文文献综述

陈红生[1](2017)在《气—固两相反应流复杂系统的格子气元胞自动机介尺度模拟研究》一文中研究指出气-固两相反应流广泛存在于自然现象和工业过程当中,涉及复杂的动量、热量及质量传输过程和化学反应过程(简称“叁传一反”),是冶金、化工、能源等过程工程领域的关键共性科学问题。研究气-固两相反应过程在宏观及介观尺度下的物理化学现象,对于揭示气-固两相反应流传输过程及化学反应的基本规律和耦合机制意义重大。而铁氧化物流态化还原过程是典型的气-固两相反应流问题,其还原过程复杂,表现出多步反应动力学特性,深入研究铁氧化物多步还原动力学特性的形成及演化机理有助于气-固两相反应流模型的建立和完善,同时对深入认识过程工业相关反应过程的本质,促进工程技术的应用和发展具有重要意义。通过对气-固两相反应流宏观物理化学行为和微观(介观)运动本质的分析,提出了一种基于气体粒子-固体颗粒之间的微观(介观)相互作用、“叁传一反”过程的自组织演化和介观运行及调控机制的气-固两相反应流的元胞自动机模拟方法。该方法通过对气体粒子属性的离散化处理来描述其有限的物质种类和能量状态;通过统计离散节点处的动量、物质种类和能量状态来得到气-固两相反应流系统的宏观物理化学特征参数;并基于质量守恒、动量守恒、能量守恒和组分守恒等基本定律,从介观尺度出发,运用元胞自动机思想及格子气理论,建立了气-固两相的单速、多能态、多物质和化学反应的格子气元胞自动机模型,在不求解宏观控制方程组的条件下,得到传递现象和化学反应过程的演化特性。运用热力学及反应动力学理论分析了化学反应过程的控制机理;通过对多组分扩散、圆柱表面绕流及传热、简单均相化学反应动力学、无固体生成的气-固反应过程、有固体生成的气-固反应过程和多孔固体与气体的反应过程的模拟,分析了不同界面化学反应概率、固体产物内的气体扩散概率、反应气体浓度、反应气体温度等反应条件下的气-固反应过程特性,并与相关的数理模型计算结果进行了比较,验证了气-固两相反应流的格子气元胞自动机模型的可行性和适用性;运用随机四参数多孔介质生成算法,研究了介观尺度下复杂结构的生成及特性表征,分析了多孔复杂结构的影响因素,探讨了气-固两相反应流复杂系统中气相反应物与产物粒子在固体颗粒表面及内部结构中的扩散、传热和化学反应的作用原理,揭示了气-固两相反应过程的介观特征、传输过程与化学反应的耦合机制。采用微型流化床反应分析系统,实验研究了铁矿粉及纯铁氧化物在不同还原气浓度、不同表观气速、不同温度条件下的流态化等温还原动力学特性,并运用传统动力学分析方法,即模型匹配法和等还原度法对实验数据进行处理,结果显示常用的动力学模型不能准确、详细地获得铁矿粉及铁氧化物还原过程特性,并且发现还原过程的表观活化能会随着转化率的增大而发生变化,说明铁氧化物的还原过程具有多步反应动力学特性;基于Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程,建立了多步反应模型,运用SPSS数学分析工具对实验数据进行分析,并用SEM/EDS和XRD等检测技术对不同还原阶段的还原产物进行检测,验证了还原过程中Fe_2O_3→Fe_3O_4、Fe_3O_4→FeO和FeO→Fe的并行反应特性,获得了各单步反应在还原过程中的演化规律和动力学参数,从新的视角对铁氧化物还原过程多步反应的物理化学特性进行了更准确的表达。基于铁矿粉及铁氧化物还原动力学实验研究,运用多组分、多能态格子气元胞自动机模型,设计了铁氧化物还原反应过程的控制参数,深入研究了铁氧化物还原过程中产物气体浓度、固体形貌和颗粒内部转化率及金属化率等过程特性随时间和空间的演化规律,分析了气体成分、单步反应概率、反应限制性环节等反应条件对还原过程特性的影响,并进一步应用到了多组分气体与多层铁氧化物颗粒的反应过程,讨论了由无孔隙与多孔颗粒组成的固定床层的反应特性。结果表明当单步反应概率相同且内扩散过程为限制性环节时,化学反应只发生在一个界面上,并逐渐向固体中心收缩,符合收缩未反应核模型的描述,而当单步反应概率存在差异并且界面化学反应成为限制性环节时,化学反应将发生在一个Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeO和Fe共存的环形过渡区域内,与一定条件下铁氧化物还原实验研究发现的反应特性相符,揭示了铁氧化物多步还原过程特性的形成机理和演化规律,不仅能获得宏观特征,还能描述微观作用,同时具有计算并行、绝对数值稳定等优点,为气-固两相反应流的模拟研究提供了一种新思路和新手段。(本文来源于《重庆大学》期刊2017-04-01)

刘永丰[2](2013)在《基于非结构网格的缸内两相反应流数值模拟方法研究及软件开发》一文中研究指出内燃机作为当今社会能源消耗主体和环境污染来源受到了广大研究者的关注,数值模拟方法开辟了理论直接指导试验和设计的新途径,成为了内燃机燃烧过程和新产品开发的重要工具和有力补充。内燃机工作过程数值模拟的关键技术包括运动网格处理、喷雾模型、燃烧及化学反应机理以及缸内流场数值求解方法等。本文主要研究适用于内燃机缸内过程计算的数值模拟工具,研究动网格算法、燃油喷雾、混合气形成与燃烧的理论和数值方法。为了缸内工作过程计算效率的提高,编制了用于内燃机缸内过程的运动网格前处理器。实现了弹簧法、动态层法和增减网格算法处理网格运动,并提出了适用于缸内运动过程的合并分裂算法,在气缸内计算域变化过程中,将计算域网格进行多组同时合并或分裂。针对燃油喷雾过程关键的颗粒定位问题,提出了用于燃油喷雾的快速颗粒追踪算法。通过对单元面循环,判断两个时刻颗粒位置与单元面的关系来追踪颗粒所在单元。针对由于计算机误差造成的非平面问题,提出了虚拟叁角化方法。对非结构多边形网格中单元面中不共面的网格面问题,人为地将多边形面划分为几个叁角形,解决了非平面网格中颗粒穿出计算域的问题。编制了基于非结构网格有限体积法的两相反应流多维数值模拟软件。对气相采用Euler方法求解,采用有限体积法离散控制方程组,由SIMPLE算法求解压力速度耦合,而对液相采用离散液滴模型,通过Lagrange方法求解,考虑液相与气相之间的完全双向相互耦合。采用多维数值模拟软件单独研究了喷雾贯穿、单液滴蒸发、混合气形成、碰壁、燃烧过程,同时应用于缸内纯压缩和喷雾燃烧过程,通过与实验及商业软件对比验证了软件的可行性,表明所开发软件可用于内燃机缸内流动、喷雾和燃烧过程仿真和性能分析。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2013-03-01)

刘永丰,张文平,明平剑,倪大明,国杰[3](2012)在《内燃机工作过程叁维两相反应流数值模拟》一文中研究指出针对内燃机缸内工作过程叁维两相反应流动问题开发了一套数值模拟程序.对气相流动采用Euler方法求解,用有限体积法离散控制方程组,采用SIMPLEC算法求解压力速度耦合.而对液滴相采用离散液滴模型(DDM),通过La-grange方法求解.对液滴追踪采用了一种快速的颗粒追踪方法,考虑了液滴相与气相的完全双相耦合情况,采用Spalding模型描述液滴蒸发,同时采用涡破碎(EBU)模型计算化学反应速率.对TBD620发动机工作过程进行了数值模拟,数值计算结果分别与理论值和实验值吻合良好,压力峰值处误差在2%以内,验证了程序的可行性,并通过不同网格模型证明了程序的网格独立性.(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2012年08期)

蔡文祥,胡好生,赵坚行[4](2006)在《涡流器燃烧室头部两相反应流数值模拟》一文中研究指出在任意曲线坐标系中数值模拟带涡流器燃烧室头部的叁维两相反应流场,其中,采用偏微分方程法生成块结构网格;气相在Euler坐标系下采用修正的k-ε双方程模型处理紊流特性,用修正的EDM-Ar-rhenius紊流燃烧模型模拟化学反应速率,用六通量模型考虑热辐射的影响;液相处理采用在Lagrange坐标系下颗粒群轨道模型。在非交错网格系下采用SIMPLE算法及混分差分格式求解离散方程,采用单元内颗粒源法(PSIC)算法进行两相之间的耦合,计算所得的旋流数与试验数据相当接近。结果表明涡流器几何形状对燃烧室流场影响较大,涡流器的优化设计可以提高燃烧性能。(本文来源于《航空动力学报》期刊2006年05期)

刘向军,徐旭常[5](2004)在《稠密气固两相反应流的拉格朗日法》一文中研究指出提出了采用欧拉坐标和拉格朗日坐标相结合研究稠密气固两相反应流的方法,建立了稠密两相反应流中两相运动、传热、化学反应的模型与算法,采用该模型与算法研究了循环流化床排烟脱硫装置内的两相反应过程,得到了详细合理的计算结果。结果表明,采用此模型和算法模拟工程意义上的稠密气固两相反应流是可行的。(本文来源于《北京科技大学学报》期刊2004年02期)

严传俊[6](1995)在《叁维贴体坐标系下燃烧室中两相反应流的数值模拟》一文中研究指出本文提供了现代航空发动机主燃烧室中叁维两相燃烧流场的数值计算方法。气相场在欧拉坐标系中用SIMPLE算法求解;液相场在拉格朗勒坐标系中用PSIC算法求解。本数值计算程序采用了k-ε双方程湍流模型,旋涡破碎湍流燃烧模型,六通量热辐射模型,采用了三维非正交曲线坐标系,压力交错网格。使用了代数和微分方程相结合的方法生成三维贴体网格。对CFM56燃烧室中单个扇形火焰筒的燃烧流进行了数值模拟,与已公布的试验结果进行了比较,符合良好。(本文来源于《燃烧科学与技术》期刊1995年01期)

姜羲,王荪源[7](1992)在《密实炸药床跨音速两相反应流的数值模拟》一文中研究指出本文建立了密实炸药床跨音速两相反应流的二维非定常连续介质数学模型。将SIMPLE型的数值计算方法引入到密实炸药床燃烧转爆轰跨音速流动过程的数值计算中,其中对跨音速流动的处理和可压缩两相流压力校正方程的建立提出了改进方法。以无起爆药雷管作为算例。结果表明,本法较好地克服了跨音速两相流数值解中通常出现的数值振荡现象。(本文来源于《计算物理》期刊1992年04期)

严传俊[8](1990)在《模型燃气轮机燃烧室中叁元两相反应流的数值计算》一文中研究指出本文对于一种模型燃气轮机燃烧室中叁元两相反应流流场进行了数值计算。在κ-ε双方程湍流模型中考虑了流线曲率的影响;在扩散火焰的k-ε-g湍流燃烧模型中采用了β函数作为混合分数f的概率密度函数;采用了6通量热辐射模型;在两相流模型中应用随机游动法考虑了颗粒的随机扩散。应用随机取样法考虑了液相的初始条件。计算预估了燃烧室中速度矢量,气相燃料浓度,液相燃料浓度,温度的分布以及油珠运动轨迹。与由实验得到的温度分布相比,表明计算是成功的。由作者发展的两相流模型有待实验进一步验证。(本文来源于《工程热物理学报》期刊1990年01期)

两相反应流论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

内燃机作为当今社会能源消耗主体和环境污染来源受到了广大研究者的关注,数值模拟方法开辟了理论直接指导试验和设计的新途径,成为了内燃机燃烧过程和新产品开发的重要工具和有力补充。内燃机工作过程数值模拟的关键技术包括运动网格处理、喷雾模型、燃烧及化学反应机理以及缸内流场数值求解方法等。本文主要研究适用于内燃机缸内过程计算的数值模拟工具,研究动网格算法、燃油喷雾、混合气形成与燃烧的理论和数值方法。为了缸内工作过程计算效率的提高,编制了用于内燃机缸内过程的运动网格前处理器。实现了弹簧法、动态层法和增减网格算法处理网格运动,并提出了适用于缸内运动过程的合并分裂算法,在气缸内计算域变化过程中,将计算域网格进行多组同时合并或分裂。针对燃油喷雾过程关键的颗粒定位问题,提出了用于燃油喷雾的快速颗粒追踪算法。通过对单元面循环,判断两个时刻颗粒位置与单元面的关系来追踪颗粒所在单元。针对由于计算机误差造成的非平面问题,提出了虚拟叁角化方法。对非结构多边形网格中单元面中不共面的网格面问题,人为地将多边形面划分为几个叁角形,解决了非平面网格中颗粒穿出计算域的问题。编制了基于非结构网格有限体积法的两相反应流多维数值模拟软件。对气相采用Euler方法求解,采用有限体积法离散控制方程组,由SIMPLE算法求解压力速度耦合,而对液相采用离散液滴模型,通过Lagrange方法求解,考虑液相与气相之间的完全双向相互耦合。采用多维数值模拟软件单独研究了喷雾贯穿、单液滴蒸发、混合气形成、碰壁、燃烧过程,同时应用于缸内纯压缩和喷雾燃烧过程,通过与实验及商业软件对比验证了软件的可行性,表明所开发软件可用于内燃机缸内流动、喷雾和燃烧过程仿真和性能分析。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

两相反应流论文参考文献

[1].陈红生.气—固两相反应流复杂系统的格子气元胞自动机介尺度模拟研究[D].重庆大学.2017

[2].刘永丰.基于非结构网格的缸内两相反应流数值模拟方法研究及软件开发[D].哈尔滨工程大学.2013

[3].刘永丰,张文平,明平剑,倪大明,国杰.内燃机工作过程叁维两相反应流数值模拟[J].哈尔滨工程大学学报.2012

[4].蔡文祥,胡好生,赵坚行.涡流器燃烧室头部两相反应流数值模拟[J].航空动力学报.2006

[5].刘向军,徐旭常.稠密气固两相反应流的拉格朗日法[J].北京科技大学学报.2004

[6].严传俊.叁维贴体坐标系下燃烧室中两相反应流的数值模拟[J].燃烧科学与技术.1995

[7].姜羲,王荪源.密实炸药床跨音速两相反应流的数值模拟[J].计算物理.1992

[8].严传俊.模型燃气轮机燃烧室中叁元两相反应流的数值计算[J].工程热物理学报.1990

论文知识图

液滴质量变化发动机压强及马赫数变化燃烧室k=6截面速度矢量图(工况1)火焰筒k=9截面温度分布图(工况1)火焰筒k=9截面燃油浓度分布图(工况1)%工况下缸内压力变化曲线

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两相反应流论文_陈红生
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