基于欧拉-拉格朗日法的细水雾消烟模型研究

细水雾水幕在隧道火灾中具有较好的控烟阻烟作用,针对目前细水雾阻烟数值模拟研究中并未考虑细水雾的捕集沉降作用,依据气溶胶动力学原理,考虑细水雾的惯性碰撞、拦截效应和扩散效应捕集机理,基于欧拉-拉格朗日方法构建细水雾降温消烟模型,并对狭长通道内细水雾降温消烟实验进行模拟仿真,结果表明:模拟结果与实验高度吻合,能见度稳定在9 m左右,消烟模型对细水雾降温效果的影响较小,但在消烟过程中起到关键作用,不考虑消烟模型时,能见度仅为5 m,模拟值低于实验值约45%,表明该模型能够有效表征细水雾对烟气的降温、阻隔和消烟作用.

基于欧拉双流体模型对气固喷射器三维数值仿真

基于欧拉双流体和颗粒动理学理论,对一种圆柱气固喷射器里的两相流流动做了数值模拟。结果表明,喷射器开始工作时会有一股浓度较大的颗粒流脉动。在喷射器进入稳定工作状态后,可以发现一开始管底浓度较大,但是沿轴向方向浓度有所下降,同时在径向均匀分布开。另外,还和一种矩形喷射器的仿真结果做了对比,证明在防止颗粒聚集方面的性能,圆柱喷射器是优于矩形喷射器的。

基于欧拉-欧拉模型的落煤塔控尘技术研究

针对目前露天落煤塔区域粉尘治理技术中存在的缺陷,提出"内吸外抑"的综合除尘技术。以平朔安家岭煤矿为例,根据落煤塔区域粉尘污染情况,应用气固两相流理论欧拉-欧拉模型,结合现场实测,分析落煤塔粉尘逸散过程。结果表明:高压诱导气流是落煤塔喷尘污染的主因。基于此,最终确定采用塔外高架梁上外喷雾方式和塔内设喷淋塔除尘系统的"内吸外抑"综合除尘技术。实际测试数据表明,采取该技术后全尘和呼吸性粉尘降尘效率分别达到98%和84.6%。

基于欧拉-欧拉模型的气固鼓泡床数值模拟研究

通过基于颗粒动力学的双流体模型对气固流化床进行了数值模拟,分析考察了不同曳力模型、颗粒弹性恢复系数及计算时间步长等对床内混合及气泡的影响。数值计算结果表明:采用不同气固曳力模型会得到不同的气泡直径大小;对于同一曳力模型,随着颗粒弹性恢复系数的增加,床内流态化程度会加剧,计算时间步长增加,计算所得床内气泡直径略有减小。

基于修正剑桥模型的软黏土中沉桩过程欧拉-拉格朗日耦合模拟分析

利用CEL(Coupled Eulerian-Lagrangian)有限元大变形方法模拟了不排水条件下软黏土中沉桩施工对桩周土体的影响.利用有效应力的方法实现了修正剑桥(MCC)模型Vumat子程序中超孔压的计算,通过与室内土工试验(一维压缩试验和三轴试验)结果对比证明了子程序的可靠性.将修正剑桥模型的Vumat子程序嵌入到Abaqus/Explicit的CEL方法中用于软黏土中沉桩效应的模拟分析.对计算得到的桩周土体流动、水平位移、超孔压、水平应力的分析表明,所采用的考虑孔压的CEL数值分析方法可以较好地模拟软黏土非排水条件下沉桩效应问题.

阵性泥石流运动与堆积的欧拉-拉格朗日模型──Ⅱ.应用

采用文献［１］中提出的阵性泥石流运动与堆积的欧拉－拉格朗日模型，模拟了阵性泥石流的运 动过程和堆积形态，得出了与地学研究中观测结果较为一致的认识．文中针对影响阵性泥石流的关 键条件，重点通过改变密度、坡度和各阵泥石流的时间间隔等参数，分析了这些参数变化对泥石流 运动及堆积规律的影响，提出了简化分析整个阵性泥石流的条件。研究表明，应用经试验资料验证 的数学模型不但可以方便、快捷地定量描述阵性泥石流的一般特性，而且能够提供关于阵性泥石流 运动及堆积的更多细节。

6-PSS并联机器人动力学模型的牛顿—欧拉方法

给出了动平台的速度、加速度与各个构件的速度、加速度之间的关系,以牛顿—欧拉法为基础,对6-PSS并联机构各个杆件和动平台分别建立牛顿—欧拉方程,并消去其内力,以动平台为研究对象导出6-PSS并联机构动力学方程的开式和闭式形式,最后进行了数值仿真,给出了动平台做一定曲线运动时各驱动力的变化曲线。为基于动力学的控制奠定了基础。

基于欧拉-拉格朗日模型的模块化多电平换流器的无源控制

为了均衡MMC各个子模块的电容电压,在采用载波移相调制方式的基础上,对传统的电容电压平衡方法进行了改进。通过在排序前依据桥臂电流方向引入不同的保持系数,使欲投入的子模块保持原来的状态,降低了开关器件的开关频率。对于MMC的控制,基于MMC两相旋转d-q坐标系的欧拉-拉格朗日EL数学模型和无源性,通过阻尼注入方法,提出了一种由状态期望稳定平衡点、状态及状态误差设计无源控制规律的新方法,并用该方法设计了无源控制器。该控制器可实现MMC-HVDC系统有功功率和无功功率的解耦控制,使MMC具有较好的动静态性能。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了21电平MMC-HVDC系统的仿真模型,仿真结果表明,改进的电容电压平衡控制方法和无源控制器是有效的。

基于双欧拉模型的流化床气固两相流场数值模拟

为解决低流化风速下采用Syamlal-O’Brien曳力模型计算流化床内流化过程误差较大的问题,选择曳力模型预测初始最小流化条件,结合实验数据,修正Syamlal-O’Brien曳力模型,并采用双欧拉模型对均匀床内低速气固两相流场进行数值计算.结果表明:修正Syamlal-O’Brien曳力模型计算结果略小于实验结果,最大相对误差为4.4%,但轴向压降变化趋势相同,能够满足工程实际要求,可以描述低速气固两相流动相互作用物理过程.

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。

拉格朗日-欧拉方法模拟高分子复杂流体平面绕流

为验证拉格朗日 欧拉方法的准确性 ,对高分子溶液的 2∶1绕圆柱流动问题进行了数值模拟 ,采用单松弛时间的PhanThien Tanner本构方程 ,得到PIB/C14溶液在De =0 93的绕流计算结果 ,同Baaijens等所做的绕流实验中的稳态流场物理量的测量结果进行了比较 ,在定量上取得较好的一致性 .证明拉格朗日 欧拉方法能够在定性上乃至在定量上准确地预报高分子复杂流体的流动行为 ,在描述真实的物理过程时是合理。

修正的k-ε-k_p双流体模型用于模拟旋流突扩燃烧室内气固两相流动

对标准的k-ε-kp模型中ε方程的源项进行了修正,用于模拟有旋突扩气固两相湍流流动,并与实验结果进行了比较,得出的修正模型能够较好地模拟旋流流动,对工程优化和设计具有指导意义。

风沙运动的欧拉双流体模型参数灵敏度分析

由于欧拉双流体模型的风沙流数值计算涉及的参数非常繁多,模型参数的选取会对计算结果产生很大影响。文中从欧拉双流体模型的基本方程出发,确定了11个模型关键参数,并给出其合理取值范围。进一步基于Morris灵敏度分析法,采用Fluent软件研究了参数不确定度对输沙率饱和值的影响,度量了各参数的重要性及其相互作用大小。计算结果表明,沙粒相直径和沙床最大堆积率是对输沙率饱和值有较大非线性影响的参数,且与其他参数之间存在一定的交互作用。镜面系数与颗粒拟温度是灵敏度较小的线性参数,且与其它参数之间基本不存在交互作用。

相容拉格朗日-欧拉法求解黏性流体中弹性圆柱壳的振动

采用相容拉格朗日-欧拉法,研究圆柱壳表面不间断振动时黏性流体的速度以及壳体的推进速度。根据黏性流体分子的黏附条件简化接触面条件,变形后的变量通过变形前各量的泰勒级数展开式近似表示。假设雷诺数Re<0.1,纳维-斯托克斯方程采用斯托克斯近似,考虑弹性圆柱壳表面发生横向振动与纵向振动。结果表明,弹性圆柱壳半径增大时,流体的速度趋近于薄板振动时的结果,纯横向振动时壳的位移方向与波的方向相反,纯纵向振动时二者方向相同,两种形式的振动均有,则方向可能相同,也可能相反。

基于欧拉-欧拉方法的气液两相流数值模型发展综述

深海油气多相混输系统内部油气混输本质上是一种高压高含气率的气液两相流问题。现如今多采用欧拉-欧拉方法对该问题进行数值研究,然而该方法的准确性依赖于相间力模型与群体平衡子模型的构建与选择。因此,本文对现有的相间力模型进行了总结,主要包括曳力、升力、壁面润滑力、湍流扩散力、虚拟质量力,并对相关模型的理论与发展进行了阐述,总结了压力以及高含气率下泡群对相间力模型的修正方法。此外,考虑到高含气率工况下气泡与气泡之间的相互作用,针对气泡群体平衡模型进行介绍,对气泡的破碎与聚并模型进行了梳理,总结了高压情况下群体平衡模型的修正思路。以期对深海高压高含气率环境下的气液混输模拟计算提供借鉴。

用PLM格式和欧拉-拉格朗日模型计算喷管内气粒两相流场

采用自适应网格和二阶精度Godunov型PLM格式,结合欧拉-拉格朗日模型,计算了粒子不同负载比和不同尺寸时喷管内的气粒两相流场。计算结果给出了两相流场在喷管内和轴线附近的参数分布,发现尺寸较大颗粒在喷喉下游轴线附近会形成弥散激波,使喷管出口截面上的参数呈现出不均匀性,弥散激波的区域随着负载比的增加而扩大。

基于欧拉—拉格朗日模型的单相有源电力滤波器无源性控制新方法

有源电力滤波器(active power filter,APF)的控制方法是决定其补偿性能的关键因素之一。该文基于单相APF的Euler-Lagrange(EL)系统状态平均模型,提出了一种无源性控制新方法。该方法首先基于替代定理建立了考虑源阻抗和非线性负荷影响的单相APFEL系统状态平均模型,在此基础上设计了无源性间接控制律,确保对单相APF控制目标的渐近跟踪。由于在线计算直流电容指令电压波动量十分困难,在控制方法的执行中忽略波动量的影响,简化了控制方法的实现;此外,该方法还研究了所注入的阻尼大小对控制效果的影响以及APF内层控制过调制产生的原因,针对无源性控制律跟踪精度的要求与内层控制过调制限幅条件间的矛盾,通过构造模糊逻辑推理环节实现阻尼系数的在线调整,在满足内层控制限幅条件下确保跟踪精度和补偿效果。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。

阵性泥石流运动与堆积的欧拉─拉格朗日模型──Ⅰ.理论

自然界中的泥石流具有突发性和非恒定性的特点。为了模拟典型泥石流现象，在流团模型的 基础上，进一步完善了基于欧拉─拉格朗日（Ｅ—Ｌ）观点的ＰＩＣ（Ｐａｒｃｅｌ Ｉｎ Ｃｅｌｌ）算法，细化了流元结 构，建立了能够模拟典型阵性泥石流发生、运动和堆积的准结构两相流模型。求解该模型不仅可以 模拟泥石流运动过程，而且可以对泥石流的堆积过程、停积形态、冲刷特征及泥石流中多组分颗粒 的分选特征进行定量描述。

基于欧拉-拉格朗日方法的水下气体泄漏扩散行为研究

针对水下气体泄漏扩散问题,基于计算流体动力学(CFD)理论采用流体体积模型(VOF)与离散相模型(DPM)耦合的方法,对气体在水中的扩散过程进行模拟与分析,水和空气作为连续相,泄漏气体作为离散相,离散相粒子与水下气泡具有相同的物理性质,其密度变化服从理想气体状态方程。基于建立的数值模型,研究水下气体羽流的形成和发展过程以及在水面形成的涌流效应,评估气体上浮时间、水面气池尺寸和涌流高度等参数。研究表明:泄漏气体以喷射状涌入水中,上升过程中体积逐渐膨胀增大,运动至水面时形成倒立的锥形羽流结构;气体带动表层水运动,引起羽流两侧表层水回流,在水面产生涌流效应和圆形的气池;涌流高度逐渐增大后呈小幅波动状发展,气池半径逐渐增大后稳定。仿真结果与小尺度实验数据对比验证了数值模型的可行性。

海冰动力学的混合拉格朗日-欧拉数值方法

综合考虑欧拉坐标下有限差分法(FDM)在海冰动力学计算中的效率,以及拉格朗日坐标下光滑质点流体动力学方法(SPH)对海冰流变行为的精确模拟,本文发展了一种海冰动力学的混合拉格朗日-欧拉(HLE)数值方法。该方法首先在拉格朗日坐标下将海冰离散为若干个具有厚度、密集度的海冰质点,并由这些海冰质点通过Gauss函数对欧拉网格上的海冰参量进行积分插值;然后,在欧拉坐标下对海冰动量方程进行差分计算以确定各网格节点的海冰速度,并由此采用Gauss函数积分插值出拉格朗日坐标下各海冰质点的速度分布;最后,通过对海冰质点运动和分布的计算,确定出各海冰质点的位置、厚度和密集度等参量。采用该HLE方法对规则区域内的海冰堆积过程和涡动风场作用下的海冰动力演化趋势进行了数值试验;最后,采用该HLE方法对渤海海冰的动力过程进行了72 h数值模拟,其计算结果与卫星遥感图像和现场观测资料吻合较好。以上计算结果均表明该HLE方法在海冰动力学数值模拟中具有较高的计算效率和模拟精度,可用于海冰动力过程的数值模拟。