混凝土随机颗粒模型的网格自动剖分方法

基于计算几何学原理，用一容易被广大工程技术人员接受的方法，实现了对混凝土随机颗粒模型三角形有限元网格的自动剖分；这个网格可以被各种数值方法所采用．同时自动形成Ｖｏｒｏｎｏｉ图的方法。

基于刚体─弹簧模型的混凝土微裂纹行为模拟

本文在细观上将混凝土看成是由粗骨料颗粒与硬化水泥浆体组成的两相非均质复合材料，以随机颗粒模型代表混凝土的细观结构，研究了一种对随机颗粒模型结构进行全自动网格剖分的方法，采用适宜处理微裂纹行为的刚体一弹簧模型（RigidBodySpringModel），探讨了预先存在的微裂纹对混凝土性能的影响，建立起混凝土的细观结构与宏观性能之间的关系，同时也对混凝土在拉伸荷载下的裂纹传播行为进行了研究。

回转窑内MSW轴向传输和扩散的数学模型和仿真

本文发展了随机颗粒轨道模型并用来预测ＭＳＷ在回转窑内轴向传输和扩散现象，即停留时间分布。模型创新性在于：（１）首次采用颗粒受力矢量分析而非Ｓａｅｍａｎ倡导的几何分析来确定窑内单历程中颗粒的滚落轨迹；（２）充分考虑了ＭＳＷ在回转窑内分离现象，引入参数来表达颗粒滚落过程的随机分布函数。模型计算值和试验结果取得良好的一致，可以为回转式热解或焚烧炉的设计和运行提供依据。

旋风分离器内颗粒浓度场的数值模拟

采用改进的雷诺应力模型和颗粒随机轨道模型对旋风分离器全空间内颗粒浓度分布进行了数值模拟。结果表明,旋风分离器分离空间的浓度场沿径向可划分为中心的颗粒逃逸区、边壁的颗粒捕集区和中间的颗粒分离区。颗粒捕集区的颗粒在器壁表面形成高浓度的灰带螺旋下行,灰带以一定的频率上下波动;颗粒分离区浓度分布均匀,颗粒处于被分离状态;颗粒逃逸区的颗粒浓度很低,颗粒螺旋上升逃逸。旋风分离器的浓度场沿轴向分布比较复杂,在环形空间的上部和灰斗的上部存在顶灰环,浓度分布具有显著的非轴对称性,在升气管入口下方0.25倍筒体直径(Φ)范围内存在短路流造成的高浓度区,在排尘口处存在旋转气流摆动造成的颗粒返混高浓度区。模拟结果与实验数据吻合较好。

旋流燃烧室内颗粒运动的数值模拟

本文应用流体相湍流脉动速度大小和方向均具有随机性的颗粒相随机轨道模型,对有直流一次风和旋流二次风的旋流燃烧室内的颗粒运动进行了数值模拟。得到的颗粒相轴向总质量流通量、轴向与切向速度分布与实验测量数据相符合,并比 Gosman 颗粒随机轨道模型的模拟结果有一定的改进。

旋流燃烧室内气体-颗粒两相湍流流动的数值模拟

综合应用代数Reynolds应力模型和流体相脉动速度大小和方向均具有随机性的颗粒相随机轨道模型 ,对旋流燃烧室内有直流射流与旋转射流相互作用的气 固两相湍流流动进行了数值模拟 .得到的气相轴向与切向速度和轴向脉动速度均方根值分布以及颗粒相轴向总质量流通量和轴向与切向速度分布与实验基本相符合 ,并比对气相湍流采用k ε模型的相应计算结果有较明显的改进 .

数值研究液-液水力旋流器内颗粒浓度分布特性

根据计算流体力学(CFD)的原理和方法,应用Fluent软件对液-液水力旋流器内部颗粒浓度分布进行数值模拟,得到了不同进口流量和不同进料浓度下旋流器内各个截面上浓度分布情况。结果表明:旋流器内各截面上浓度变化曲线呈现抛物线型;进口流量越大,在管壁处浓度值越小,油滴不断向管芯聚集;进料浓度越大,在旋流器的大部分区域中,浓度分布会增大,分离所需时间变长。

新型旋流器分离重质和轻质颗粒的数值模拟

采用颗粒随机轨道模型(DPM)并利用计算流体动力学(CFD)软件对宽域旋流器内低浓度的重质颗粒和轻质颗粒的运动状态进行模拟。结果表明:用颗粒随机轨道模型(DPM)计算颗粒轨道模拟结果与实验结果基本相符;重质颗粒主要运动在外旋流,并很快被分离捕集;轻质和小粒径重质颗粒与液流有很好的跟随性,主要运动在内旋流。颗粒分离有一定的随机性;顶部短路流颗粒从侧向排轻口排出;增长圆锥段有助于颗粒从液相分离。

强化悬浮式分解炉内气固两相流场的数值模拟

以强化悬浮式分解炉(reinforcedsuspensionprecalciner,RSP)为研究对象,对气相采用重整化群(renormalizationgroup,RNG)kε双方程模型,对颗粒相采用随机颗粒轨道模型。考虑气固两相之间的耦合作用,采用二阶迎风差分和SIMPLE算法,对分解炉内的气固两相三维流场进行数值模拟,得到分解炉内的流场分布和颗粒运动轨迹,为分析分解炉内气固两相的运动规律提供有利信息。

双喷腾分解炉内气固两相流场的数值模拟

对水泥工业中广泛应用的双喷腾分解炉内的气固两相流场进行了数值模拟,气相在Euler坐标系下采用k-ε双方程模型表示,固相颗粒在Lagrange坐标系下采用随机轨道模型表示。模拟的结果预测了分解炉内气固两相流场的运动规律,为分析双喷腾分解炉内的气固运动规律和预测固体颗粒在炉内的停留时间提供了有利信息。

旋流燃烧室内煤粉多相湍流流动与燃烧的数值模拟

提出了考虑湍流-颗粒反应相互作用的颗粒随机轨道模型,以此为基础建立煤粉燃烧综合理论模型并应用于旋流燃烧室内煤粉多相湍流流动与燃烧的数值模拟.模拟结果给出了气相温度场、速度场与温度脉动均方根值分布、颗粒相温度场、速度场与表观密度场以及颗粒瞬时温度与质量随时间的变化.研究表明,考虑湍流-颗粒反应相互作用对气相与颗粒相温度场的模拟结果有一定的影响,使气相温度分布与实验数据更为接近.

考虑气固单向耦合作用的燃气轮机流场数值模拟

基于颗粒随机轨道模型,将烟气看成连续相,将颗粒视为离散相,采用气固单向耦合方法,应用Fluent软件对某船用增压锅炉燃气轮机级多叶片流道内的气固两相流动特性进行了数值模拟,重点分析了不同直径固体颗粒在动静叶栅通道中的运动轨迹分布特点、颗粒对叶片表面的碰撞作用。研究结果可为燃气轮机叶片抗磨损能力的优化设计提供理论依据。

六角燃烧锅炉同心双切圆流场的数值模拟研究

应用k -ε双方程湍流模型和颗粒随机轨道模型 ,对燃烧器采用墙式布置的锅炉燃烧器区域的流场进行数值模拟 ,将上层燃烧器一、二次风射流布置成同心双切圆形式 ,通过对流场特性变化的分析 ,研究原型受热面的结渣原因 。

燃油惰气发生器燃烧室气雾两相流场数值模拟

以新型燃油惰气发生器燃烧室为研究对象,对气相采用重整化群(renormalizationgroup,RNG)k-ε双方程模型,对颗粒相采用随机颗粒轨道模型,考虑气雾两相间的耦合作用,采用二阶迎风差分和SIMPLE算法,数值模拟燃烧室内的气雾两相三维流场,得到了燃烧室内空气—油雾两相流动动力学特性,比较分析了数值模拟结果与实验数据。研究结果表明,在旋流射流、壁面圆孔射流及燃烧室特殊几何结构的共同作用下,燃烧室内充满旋流,同时存在多个回流区,油气掺混剧烈而充分,有助于燃料点火、稳定火焰和提高燃烧效率。本文结果有助于燃油惰气发生器燃烧室燃烧性能的分析及结构与工艺参数的优化。

双头部燃烧室两相燃烧流场数值研究

本文在贴体坐标系下对双头部火焰筒内三维两相紊流燃烧过程进行数值模拟,采用代数雷诺应力模型模拟紊流粘性、EBU-二阶矩模型模拟燃烧反应速率、六通量辐射模型考虑热辐射对燃烧流场及火焰简壁温的影响.分别运用颗粒轨道模型与颗粒随机轨道模型研究燃烧室内气液两相流动与燃烧过程,将所得出口温度分布与实验结果进行比较,均较为相符。

TiC/Ni金属陶瓷电火花加工温度场仿真研究

为深入研究TiC/Ni金属陶瓷电火花加工过程,进行了TiC/Ni金属陶瓷电火花加工单脉冲放电温度场仿真。建立了TiC/Ni金属陶瓷颗粒随机分布模型,运用ANSYS软件采用生死单元法对TiC/Ni金属陶瓷进行单脉冲温度场仿真研究,并对结果进行了实验验证。结果表明:TiC/Ni金属陶瓷颗粒随机分布模型适于TiC/Ni金属陶瓷电火花加工温度场仿真,且随着峰值电流及脉宽的增大,TiC/Ni金属陶瓷蚀除体积增加,表现为试验时材料蚀除率增加。

带入口旋流器的文丘利调风器出口冷态流场中液相流动的数值模拟

首先采用随机颗粒轨道模型对特定入口旋流器宽度下炉膛内不同粒径油滴的轨迹进行模拟 ,然后选取典型颗粒 ,进一步模拟了它在不同入口旋流器材宽度下的轨迹 ,并进行了比较分析 ,得出一定规律。

某型飞行器发动机长尾喷管两相流数值计算

基于FLUENT数值仿真软件,采用颗粒随机轨道模型,对某型飞行器发动机长尾喷管内两相流及长尾喷管内烧蚀机理进行了研究。针对长尾喷管烧穿现象,给出了提高长尾喷管热防护结构可靠性的方法。

青年科学家樊建人在科学基金支持下取得重要成果

青年科学家樊建人在科学基金支持下取得重要成果浙江大学青年科学家樊建人教授（博士导师），自１９８７年以来获得国家自然科学基金五项资助，经７年刻苦工作，取得了一系列重要的科研成果，先后获得国家教委科技进步奖（理论类）一等奖、广东省科技进步奖一等奖、国家教...

四角切圆煤粉炉内煤粉颗粒行为特征的研究

对于煤粉的燃尽程度和煤粉在炉内的停留时间的研究是一个需要引起电力行业工业界和学术界着重考虑的问题。采用数值模拟的方法对炉内煤粉颗粒的行为特征进行了详细的计算 。