一、快速颗粒流本构关系在固液两相流中的适用条件初探（论文文献综述）
贾继斌[1]（2021）在《粗细颗粒流化床内流动结构与动力学研究》文中研究说明流化床作为—种高效的气固反应装置,广泛应用于矿产资源固相加工过程,如软锰矿焙烧、氢氧化铝煅烧、富态料氯化、铁矿直接/熔融还原等。气固流化床中往往存在颗粒聚团或气泡等介尺度非均匀结构,且实际应用中颗粒通常具有多分散性（涉及不同颗粒尺寸或密度）,这使得介尺度非均匀结构的形成机制更加复杂。传统的双流体模型（TFM）耦合均匀的颗粒群曳力本构关系,忽视了网格内的介尺度非均匀结构,无法准确预测流化床中的流动特征和反应、传递行为。为了提高流化床数值模拟的准确性,需要建立考虑网格内介尺度非均匀结构的曳力模型。其中,基于结构-传递关系理论的多尺度结构曳力模型,能有效解析流化床中的稀密两相结构分布,并合理描述介尺度非均匀结构导致的曳力下降,因而在流化床的数值模拟中得到了广泛应用。为了同时考虑介尺度非均匀结构和粒径分布的影响,本论文针对流化床反应器内的气固两相流,在结构-传递关系模型的基础上对多粒度颗粒体系进行分析并建立了结构曳力模型,并将多粒度结构曳力模型与连续介质模型耦合,对具有双粒度分布的气固两相流实验进行了模拟计算,验证了模型的有效性。本论文的具体工作及主要结论如下:第2章首先在结构-动量传递关系模型的框架下研究了多粒度体系曳力分散关联式对双粒度体系流动行为的影响。虽然不同的曳力分散关联式在曳力相对关系上存在明显差异,但与结构-动量传递关系模型耦合后,却对模拟结果影响不大。模拟得到的结果都能合理反映出双粒度鼓泡流化床内的气固两相流的关键流动特性。通过不同曳力模型的模拟结果比较,进一步明确了有效曳力系数才是影响模拟结果的主要因素。第3章进一步建立了适用于粗细颗粒鼓泡流化床体系的结构-动量传递关系模型。在结构-传递理论的多尺度框架中对密相、稀相中的流动及各相之间的相互作用进行描述以构建方程组,最后利用结构参数经验关联式对上述方程组进行封闭。通过求解目标参数模型可以得出不同颗粒所受到的气固相间曳力系数。通过CFD模拟计算发现修正后的气固相间曳力模型能较好地描述双粒度体系气固两相流,而且很好地预测了不同粒径颗粒在轴向的混合与偏析情况,从而验证了上述方法的有效性。第4章基于结构-传递理论及均匀分布假定分别构建了粗细颗粒湍动流化床和粗细颗粒快速流化床结构-动量传递关系模型。模型通过对双粒度湍动床和双粒度循环床的模拟验证发现新的曳力模型在所考察的这些流域以及不同的操作条件下,都能较好地捕捉到床层内的特征流动结构,拓展了结构-动量传递关系模型的应用范围。第5章研究了固固曳力对低速流化床分级行为的影响,将传统固固曳力模型与颗粒摩擦压力模型耦合提出了适用于密相多粒度颗粒系统的固固曳力半经验模型,并通过模拟计算确定了经验系数的最优取值范围。最后,第6章总结了本论文的主要工作和创新点,并在现有发现和结论的基础上提出了对下一步工作的展望。
牟林[2]（2021）在《动水条件巷道截流阻水墙建造机制与关键技术研究》文中研究说明动水条件巷道截流技术长期处于经验摸索层面,其内在力学机理与关键技术缺乏系统研究,开展该项研究对提高矿井水害灾后治理技术水平有重要意义。通过理论分析、相似模拟试验、室内注浆试验、数值模拟计算、现场工程应用等手段,研究了动水巷道骨料灌注及注浆加固机理,分析了阻水墙与围岩的作用规律,探索了阻水墙建造的关键技术及优化方法。主要研究成果如下:（1）考虑流速、骨料粒径、断面糙度、坡度、投料速度等因素,研发了动水巷道截流堵水可视化试验模拟系统,为动水条件下截流过程研究奠定了基础。（2）通过相似模拟试验发现了骨料运移堆积规律,评价了主控因素对骨料灌注效果的影响机制,指出巷壁糙度对增加接顶概率的重要意义。分析了孔间距和钻孔数量的影响因素,提出正常灌注时从细到粗,接顶时粗细组合、上游下游搭配的投料原则。采用应力拱和管涌概念解释了堆积段的失稳溃坝机制。（3）建立了骨料中水泥浆液的运移方程,得出骨料粒径、浆液时变性及黏度为主要影响因素,结合室内测试发现了浆液运移存在空间分区效应,验证了水灰比0.7:1～1:1的浆液流动性和阻水性兼备适于大量灌注。（4）基于CFD-DEM耦合计算模型,模拟了骨料在水下运移堆积的一般过程,得出速度场和压力场的演化规律。建立了双巷截流模型,得出优先封堵其中一条巷道更具合理性。模拟了倾角对堆积规律的影响,结论与理论预测相符。（5）基于Mindlin模型建立了阻水墙应力状态方程,分析了水压力、围岩与墙体弹性模量比对墙体应力分布状态的影响,结合Flac3D软件进行了数值模拟验证,得出重点加固范围是上游距来水端较近的堆积区域。（6）基于堆积段水力学稳定性、浆液初凝时间和水流能量判据提出骨料堆积段长度的预测方法。根据截流过程中流量的空间分布,提出巷道未接顶区流速的估算方法。运用单孔灌注能力、预计截流时间与堆积长度相匹配的原理,提出钻孔数量的计算方法。（7）以石坝井煤矿截流堵水工程为例,对截流施工方案的关键参数进行了分析预测,通过现场试验和技术优化验证了阻水墙建造技术体系的有效性。
张帆[3]（2021）在《基于CFD-DEM的离心泵内部颗粒运动规律及磨损特性研究》文中研究表明离心泵作为一种通用动力机械,在国民生产过程中应用广泛,而与输送单一介质相比,在输送含固体物质情况下,离心泵内部流动条件改变,且一部分液体能量用于输送固体物质,因此内外特性会受到影响。在长时间运行下,固体物质会对过流部件产生严重磨损,进而导致离心泵的内流场与外特性变化。尽管对泵内固液两相流动的研究由来已久,且许多学者已经开展很多理论分析、数值计算和实验研究工作,但离心泵内部的固液两相流动机理还未得到很好的揭示,离心泵内部固体颗粒的运动规律不够明确,颗粒组分特性对离心泵的磨损规律也不够清晰,因此非常有必要对离心泵固液两相流动工况下的内部流动进行研究。对于离心泵内固液两相流的数值研究,以往的研究中大多采用单一粒径或单一密度球形颗粒,且并未考虑颗粒的体积效应以及颗粒-颗粒,颗粒-流体之间的相互作用,这与工程实际相去甚远。本文以一台比转速ns=93的离心泵为研究对象,采用欧拉-拉格朗日框架下的CFD-DEM耦合方法对离心泵内部固液两相流动问题进行数值模拟,固体颗粒将采用多组分直径颗粒与多组分密度颗粒,考察其在离心泵内运动规律及过流部件的磨损特性。在原模型叶轮进出口角的基础上,分别改变叶片进口角及叶片出口角,探究叶片进出口角的改变对磨损的影响,研究结果综合如下:（1）多组分直径工况下,大直径颗粒在叶轮内部与叶片发生多次碰撞,在蜗壳内紧贴壁面流出,而小直径颗粒在叶轮内的碰撞次数较少,在蜗壳内的运动靠近壁面内侧,且发生碰撞后运动轨迹改变较大。（2）颗粒直径与密度对颗粒运动的影响具有相似性,且最终都通过颗粒质量表现出来。对于设计工况下,小直径颗粒在叶轮内部的分布较为均匀,而大直径颗粒靠近叶片工作面分布的趋势较为明显;沿叶轮轴向小直径颗粒分布均匀,越靠近后盖板处,大直径颗粒数量越多。（3）随着流量与转速的增加,大直径颗粒的分布有向叶片背面蔓延的趋势,液体在叶轮内的分布接近叶片型线,而颗粒速度与流体速度差异较大,在叶轮内部与叶片工作面之间有较大夹角。（4）不同形状颗粒对过流部件的磨损部位一致,而球形颗粒对壁面产生的磨损量最少,磨损部位主要集中在叶片头部,工作面出口,后盖板靠近叶轮头部,蜗壳隔舌处以及蜗壳外壁面最大半径处。（5）同一进口质量流量颗粒中不同颗粒粒径占比条件下,磨损部位基本一致,而大直径颗粒占比越多,对过流部件造成的磨损更为严重,且磨损区域扩大。（6）改变叶片进出口角对离心泵的外特性及磨损都会产生影响。
冯常青[4]（2020）在《井筒内煤粉颗粒的运移规律研究》文中研究表明井内煤粉沉积是造成煤层气（CBM）井下故障的重要原因之一。针对煤层气井筒中由于煤粉沉积所引起的泵的低效率、泄露及卡泵等井下故障,研究了煤粉颗粒在煤层气井筒中的运移规律。根据沁水盆地赵庄矿区煤层气井生产条件,建立了抽油杆与油管环空区域内的固液两相流动的瞬态模型,利用FLUENT软件中的欧拉模型对煤粉颗粒在流体中的运移进行了模拟。通过对煤粉颗粒连续流动的模拟与结果的处理与分析后,得到了不同粒径下的煤粉颗粒的临界携带流速。40目、60目、80目、100目、120目的煤粉颗粒的临界携带流速分别为2.46508 cm/s、1.57108 cm/s、0.84562 cm/s、0.53107 cm/s、0.39826 cm/s。对煤粉颗粒临界携带流速的影响因素进行了分析,分析表明煤粉颗粒的粒径大小与形态、煤粉浓度及煤层气排采井的井筒直径都会对煤粉颗粒的临界携带流速产生不同程度的影响。通过对不同尺寸煤粉颗粒和不同流速井液的模拟,得到了不同粒径煤粉的排出量和最大粒径煤粉排出的临界排水量。模拟结果表明,井筒中煤粉排出量随煤粉颗粒尺寸的增加而减少,随井液速度的增加而增加。井液流速为0.06071 m/s（即赵庄矿区的日平均产水量10 m3/d）时,粒径在60目及以下的煤粉的排出量超过了85%,煤粉排出效果较好。煤粉粒径为10目时,煤粉排出的临界流速为0.17 m/s,即日产水量控制在28 m3/d以上时,煤粉排出效果较好。通过对煤层气井排采过程的流动特征及各个排采阶段的排水量特征的分析,结合煤粉颗粒的临界携带流速与井筒内煤粉颗粒的运移规律,给出了煤层气井排采过程排水量的合理设计方法。研究成果为赵庄矿区煤层气井排采制度的制定提供了参考。
孙宏发[5]（2020）在《基于工业生产过程的粉尘下落逸散机理与抑尘方法》文中提出在生产制造过程中,原材料通常需要经过各种加工和处理。工业原材料的加工和处理过程往往会带来各种各样环境污染问题。例如,在重工业或者有色金属产品生产过程中,一些粉末状工业原材料,如煤粉、镁粉、铝粉、碳粉、水泥等,在工业生产中经常性、大范围的得到了应用。工业生产环节如转运、输送及装卸等一系列过程中,往往伴随着工业粉尘的“下落逸散”——伴生着“一次尘化”及“二次尘化”运动过程。工业粉尘中一般同时存在多种不同粒径的颗粒。大颗粒运动过程中空气诱导影响较大,而细小可吸入的颗粒则较难在空气中沉降下来,向四周逸散。掌握工业生产过程的粉尘下落逸散机理是制定抑尘策略的关键因素之一。作者通过理论推导、PIV实验以及数值计算,研究了工业粉尘下落过程引起的诱导卷吸特性,提出了防尘挡板抑尘策略。论文主要包括以下几方面内容:（1）通过理论推导得到了工业粉尘自由下落过程卷吸空气流量的计算式,该式考虑了粉尘初速度及料流核心区空隙率等因素。借鉴对比空气自由射流与贴壁射流理论,给出了工业粉尘贴壁下落过程卷吸空气流量的计算式。（2）实验研究发现,对于工业粉尘自由下落过程,随着粉尘下落,其卷吸空气速度逐渐增大且不同高度断面上卷吸空气速度分布呈现高斯分布。对于工业粉尘贴壁下落过程,当卸料漏斗出口到壁面之间的距离s/d≤5时,其卷吸空气能够贴壁向下运动;当s/d>5时,其卷吸空气流场特性趋近于自由下落过程。（3）数值研究表明,粉尘自由下落过程粉尘颗粒速度变化可分为三个阶段:第Ⅰ阶段,即当Rep≤53.3时,粉尘颗粒类似于在真空中下落过程,粉尘颗粒加速度略小于重力加速度g;第Ⅱ阶段,即当53.3<Rep<85.2时,粉尘颗粒继续加速下落,但是此阶段加速度明显小于重力加速度g;第Ⅲ阶段,即当Rep≥85.2时,粉尘颗粒下落速度恒定。此外,在粉尘下落过程中,其初速度由0.1 m/s增大到10 m/s时,不同高度断面卷吸空气流量变化不大。粉尘源出口角度在30°到45°之间时,不同高度断面上卷吸空气流量处于峰值状态。横向气流对工业粉尘平抛下落过程卷吸空气流场的影响显着高于竖直下落过程。数值模拟表明,工业粉尘沿壁面（粉尘源离壁面不同距离）下落对应地减少卷吸空气流量,进而减少了粉尘逸散。当s/d=0（贴壁）时,相比于粉尘自由下落过程,贴壁下落不同高度处卷吸空气量减少近22%。（4）利用数值计算分析了三种不同形式挡板及挡板位置对粉尘逸散的影响。研究表明,相同工况下,对于不同形状的挡板,以半圆型挡板较优,其次为V型挡板,直板型挡板较差。分析了不同挡板布置方式控尘效果。
李铖[6]（2019）在《基于CFD-DEM耦合的富水卵石地层中渗流的数值模拟》文中提出富水卵石地层中水下开挖是近几年来北京地铁修建遇到的新工况,这种工况的出现为地铁的修建增添了不少难题,尤其是在如何有效控制地下水和水下支护方面。该工况中的粗颗粒渗流可以视作一种特殊的固-液两相流,因而本文根据CFD-DEM耦合建立了Python-PFC3D耦合程序来对这种工况进行模拟。在建立Python-PFC3D耦合程序过程中,本文分别对固、液两相控制方程及其相互作用力进行了分析,重点对颗粒上的作用力进行了分析和选取,并探讨了NavierStokes方程的求解方法。在建立Python-PFC3D耦合程序之后,本文通过单个颗粒在静态流体中沉降、颗粒材料在低雷诺数多孔流中运移和颗粒材料通过漏斗堆积三个实例对其进行验证,目的在于证实本文所建立耦合程序在单颗粒和多颗粒情况中模型的准确性和拟真性。通过对比得出,本文所建立的固-液耦合模型得出的结果在趋势上与案例给出结果相同,在数值上与案例相差较小,因而本文所建立的Python-PFC3D耦合程序能够对实际工况中的现象进行模拟。在验证Python-PFC3D耦合程序准确性之后,本文对地铁车站中富水卵石地层渗流进行了数值模拟。通过建立地连墙底颗粒-流体耦合模型,将入口面压力和地连墙底距隔水层厚度分别设置为变量,模拟了7种不同情况下粗颗粒在渗流场中的固液耦合,分析固-液耦合场中的颗粒位移和流场速度分布。分析得知,颗粒位移会随着入口面压力的增加而增加,其体现在位移数值和颗粒数量两个方面中;流场速度也会随着入口面压力的增加而增加。在出口面上,颗粒位移和流场速度分布较大值均位于地连墙底附近,对于本文所建立的模型而言,一般出口面沿y轴中轴线上距离地连墙底0.1m处为最大值分布区域,而在0.50.6m附近颗粒平均位移会逐渐趋于稳定值。因此,在水下开挖时应特别注意地连墙附近地层发生的位移。地连墙底距隔水层厚度主要对模拟结果产生影响,根据本文模拟结果得出,地连墙底距隔水层厚度越大,颗粒位移在数值上回呈现增大的趋势;流场速度一般随地连墙距离隔水层厚度增加而增加,但是在地连墙底附近却恰恰相反。因此在选择该参数时应当充分考虑下部地层透水层的厚度。
左成莉[7]（2019）在《血液灌流器悬浮颗粒流动行为数值模拟分析》文中研究说明血液灌流器作为血液净化领域重要医用耗材,其中的吸附剂颗粒（聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物）在流体的作用下会大量地聚集于静脉端的滤网处,处于悬浮状态。本文针对血液灌流器内流道在临床使用过程中内部流场的运动情况,建立相应的流体力学模型,并进行求解,模拟分析吸附剂颗粒在混合流场中的悬浮运动状态,为灌流器结构优化与临床使用提出指导。主要研究工作和成果包括:（1）建立多孔介质模型和悬浮颗粒模型进行求解与分析。对比两者的理论方程,可以看出多孔介质模型仅描述了流体的运动特性,而悬浮颗粒模型不仅描述了流体的运动特性,还描述了颗粒在流态化过程中的悬浮翻滚行为,以及血液与颗粒间的相互作用;应用CFD耦合EDEM模拟不同吸附剂装量的内流道的混合流场,内流道进出口压降与实验测量的压降比较一致,颗粒速度和固含率沿着径向的分布与文献值吻合较好。悬浮颗粒模型相比于多孔介质模型模拟得到的进出口压降与实验值更加吻合。（2）分析悬浮颗粒模型入口流速对内流道中混合流场的影响:应用离散相数值求解模型、改变入口边界条件,分别对恒定入口边界条件和脉动入口边界条件下的混合流场进行模拟;发现在恒定和脉动入口流速下,当入口流速较大时,颗粒在流体的作用下,使得颗粒大量地聚集于静脉端的滤网处。在脉动入口流速下,当入口流速较小时,颗粒速度在轴向和径向分布出现明显的波动,说明颗粒在混合流场中出现明显的悬浮翻滚运动。应用均一相模型求解内流道中的混合流场,在不同入口流速下,均发现会出现一小部分颗粒在动脉端的滤网处存在快速的悬浮翻滚运动,大部分颗粒在流体的作用下位于静脉端的滤网处。得出结论:均一相模型下,选择脉动入口流速作为入口边界条件,可以准确地呈现悬浮颗粒的在混合流场中的悬浮翻滚运动,有利于血液与吸附剂颗粒的充分接触。（3）在离散相悬浮颗粒流体力学模型下,按自由曳力模型、De filice曳力模型、Ergun and wen yu曳力模型;在均一相悬浮颗粒流流体力学模型,按自由曳力模型;模拟计算在以上两种悬浮颗粒模型下相间的相互作用对颗粒速度和固含率分布的影响。结果表明:在离散相模型下,不同的相间作用模型对颗粒固含率分布影响较小,而对速度分布有不同程度的的影响。在均一相模型下,颗粒速度在轴向的分布先升高后减小最后趋于稳定,有别于离散相模型下颗粒速度在轴向逐渐减小最后趋于稳定的变化趋势,发现均一相模型颗粒速度大于离散相模型的颗粒速度。此外在均一相模型下,分析流体对颗粒的曳力作用,内流道进出口压降与实验的压降比较吻合,且颗粒速度在近壁面位置处相对较大。得出结论:均一相模型下的自由曳力相间作用可以更好地描述灌流器内流道的混合流场。（4）分析颗粒属性（颗粒密度、颗粒半径）对内流道中混合流场的影响,根据模拟结果发现:应用离散相悬浮颗粒数值求解模型,当颗粒密大于血液密度时,可以更好地将内流道中颗粒的悬浮翻滚运动呈现出来;在均一相悬浮颗粒模型下,颗粒密度对内流道中的混合流场中流体的速度、颗粒速度、进出口压降影响较大。在离散相数值求解模型下,颗粒半径对内流道混合流场的影响不明显;在均一相悬浮颗粒模型下,颗粒半径对内流道中的混合流场的影响明显。得出结论:均一相模型有利于从颗粒属性的角度描述混合流场的运动状态;颗粒密度大于血液密度时,有利于颗粒的悬浮翻滚运动;颗粒半径越大越不利于颗粒的悬浮翻滚运动。
黄长绪[8]（2019）在《冰区船舶海水换热管道中海水冰浆热流动特性研究》文中研究表明根据“永盛”轮北极调研资料,跟在破冰船后面航行船舶的海水系统极易吸入海水与冰晶形成的海水冰浆流体。相对于只有海水的情况,冰晶颗粒的存在会对海水系统换热管道中流体的流动与传热造成一定程度的影响,进而影响到船舶动力系统运行的平稳性。因此,探索海水-冰晶两相流在换热管中的流动传热特性对极地船舶安全航行及其相关系统设计具有重要指导意义与实用价值。鉴于上述目标,搭建了海水冰浆流动与传热综合实验平台,便于直观认识海水-冰晶两相流浆体流动物理情景,并为构建的数值模型可靠性提供实验数据支撑。基于颗粒流体动力学,考虑海水-冰晶两相流的固液特征,建立了适用于海水-冰晶两相流的欧拉-欧拉双流体模型,通过编译UDF程序,在FLUENT中将相间传热传质模型嵌入欧拉-欧拉双流体模型,以探讨海水-冰晶两相流在管道内非等温流动过程中流动和传热特性。研究结果表明,流动过程中冰晶颗粒的摩擦损失主要包含粘性摩擦和机械摩擦,因此海水-冰晶两相流体的流动压降随入口含冰率（IPF）与速度的增加而升高。流动摩擦系数随Re的增加而逐渐减小,随入口IPF的增加而增大。并且数值计算值与实验值、理论公式计算值均取得较好一致性。冰晶的相变特性对流动压降产生明显的影响,在速度较低时冰晶的相变特性对压降的影响更显着。随入口速度与IPF的增加其浓度场与速度场呈现对称分布趋势。较大直径的冰晶颗粒会导致冰晶速度场与浓度场产生非均匀分布趋势。此外,实验与数值结果表明,海水-冰晶两相流体在管内的非等温流动分三种流型:拟均质流、非均质流与移动床。由实验获得避免出现移动床的安全临界速度为0.9 m·s-1。在热流动发展的入口段由于热边界层薄,局部平均传热系数较高之后沿流动方向迅速降低,在完全发展区域接近为恒定。在入口IPF=030%、U=1.03.0 m·s-1范围内,局部平均传热系数随入口流速和IPF增加先增加最终趋于稳定。增加入口IPF,并不总是可以增强传热。相对于单相流,海水-冰晶的局部平均传热系数提高约1.54倍。冰晶的传质率与流体温度在管道中的分布特征受冰晶在管内分布的影响。由于管道顶部冰晶体积分数较高,使得该区域冰晶相变对传热增强的贡献提高,导致管道顶部的温度显着低于底部。
张敏[9]（2018）在《绞吸式挖泥船切削系统液固两相流建模与流动机理研究》文中研究表明绞吸式挖泥船由于工作平稳、节能、高效,已成为内河黄金航道和远海人工岛屿建设的主要装备。绞吸式挖泥船的切削系统完成泥砂切削,形成较为均匀的泥浆并与输送系统匹配,实现挖掘与输送系统的高效工作,因而切削系统在吸扬系统中尤为重要。在实际疏浚施工中,由于水下切削过程及泥浆形成机理复杂,有待深入认识。本论文在国家自然科学基金面上项目“绞吸式挖泥船切削系统流场建模与机理研究（No.51679178）”的资助下,以绞吸式挖泥船切削系统为研究对象,采用DPM模型和双流体模型对切削系统液固两相流进行了数值模拟计算,分析了工况参数与吸入效率、泥砂颗粒级配参数变化之间关系,探讨了泥砂颗粒运动机理和泥浆形成过程;利用相似原理,研制了某型绞吸式挖泥船的疏浚模拟综合实验台,进行了多种工况模拟实验,利用高速摄像和图像处理方法研究了切削系统外流场浓度特征,对比分析了模型实验和数值仿真的结果。论文主要研究工作如下:（1）建立了切削系统的分析模型,给出了相应的分析方法。研究了土质工程分类法的两大体系、国内疏浚土质分类标准和土类的主要物理性质,剖析了挖泥船切削系统主要构成及其驱动装置电气特性;采用二维切削理论建立了刀齿三维切削力计算模型,根据切削系统施工时运动特性,建立了刀齿座-切削系统-挖泥船坐标系转换模型、切削系统运动模型、切削力计算模型及切削系统动力学模型;给出了工程湍流模型和液固两相流模拟方法,为后续数值仿真计算、疏浚模拟综合试验台研制、实验方案设计提供理论依据。（2）建立了切削系统液固两相流DPM仿真模型,仿真分析了工况参数与吸入效率、泥砂颗粒级配变化之间的关系,探讨了泥砂颗粒运动机理。在绞吸式挖泥船切削系统液固两相流仿真分析中,液相采用了标准k-ε模型和Realizablek-ε模型,固相颗粒粒径采用R-R分布,多相流采用DPM模型,绞刀旋转运动采用MRF模型,网格划分采用结构化网格,模拟计算了切削系统在不同工况参数下的液固两相流流动特性,分析了液相速度矢量场、压力分布、湍动能分布和固相颗粒运动轨迹,获得了工况参数与吸入效率、泥砂颗粒级配参数变化之间的关系,探讨了泥浆颗粒运动机理。（3）利用双流体模型、动网格和滑移网格技术,仿真分析了切削系统在一个旋转周期内流体动态过程,探讨了液固两相体积分数和泥砂颗粒速度等时变特征。建立了Euler-Euler双流体模型,采用标准k-ε模型,利用动网格和滑移网格技术仿真了切削系统绞刀旋转和横移运动,数值模拟了切削系统液固两相流以及流场动态演变过程,研究了一个旋转周期内液固两相复杂动态流动过程。通过数值计算结果,分析了切削系统在典型工况参数下的绞刀横切面、纵切面、垂面、外轮廓面等内外不同位置两相体积分数变化,以及吸泥口中心线、绞刀大环上部绞刀内外圆周等处液固两相速度变化,探索了泥浆形成过程和泥浆浓度变化趋势。（4）运用相似原理分析了某型挖泥船切削系统实船原型与实验模型,研制了小型疏浚模拟综合试验台。运用相似理论量纲分析法Buckinghamπ定理,推导相应的液固两相流两相流动相似准则,建立了某型绞吸挖泥船切削系统原型和模型的关系,确定了模型和原型的工况参数、液固两相相关参数的相似比例系数。在满足流动相似前提下,参考某型绞吸式挖泥船切削系统的主要技术性能指标,首次研制了具有复杂土质切削测试、切削-输送系统匹配优化、疏浚作业自动控制、数据采集与监控、水下流场观测、高速成像等实验功能的室内小型疏浚模拟综合试验台。（5）进行了多种典型工况参数的疏浚模拟实验,对比分析了实验数据与部分仿真计算结果,验证了理论研究的正确性。在疏浚模拟综合实验平台上,开展了多种工况参数下的疏浚模拟实验,记录了实验数据,高速摄像系统记录了切削系统切削场景,后期进行了数据分析及图像处理。实验数据验证了吸入效率、颗粒级配参数变化与工况参数之间的关系;运用数字图像处理技术分析切削系统液固两相流的泥浆浓度,揭示了正反刀工作模式下的切削系统泥浆溢流区的泥浆浓度分布特征,并量化了正反刀工作模式下切削系统外部液固两相浓度分布。
刘习雄[10]（2018）在《近封隔器环空支撑剂沉降运移规律研究》文中进行了进一步梳理连续管带底封喷砂射孔环空加砂分段压裂技术是集喷砂射孔、水力喷射压裂、环空加砂、连续管拖动转层等技术于一体的新型增产措施。该技术可以实现对水平井的精确改造,压裂级数不受限制,可实现套内全通径,施工快捷,不需要钻塞,综合成本低。但是,当采用该工艺进行现场施工时,支撑剂容易窜入封隔器与射孔工具之间的环形空间形成支撑剂床,造成施工完成后封隔器无法顺利解封,形成砂卡。针对这一问题,考虑流固双向、固固间的耦合作用,采用欧拉-欧拉双流体两相流模型,标准k-?湍流模式及coupled算法进行数值模拟,研究了施工排量、砂比、压裂液粘度、支撑剂密度和粒径对支撑剂床无因次高度、支撑剂床无因次长度和支撑剂浓度的影响,得到了不同条件下支撑剂床形态变化规律。研究结果表明:随着压裂施工的进行,大部分支撑剂颗粒会转向进入射孔孔道,少量支撑剂经过射孔工具与套管环空进入近封隔器环空,并在液流失速和突扩双重作用下运移速度迅速衰减并沉降。支撑剂床高度的抬升减小了其上方液流流经面积,导致流速增加,液流流化能力增强,支撑剂被携带至近封隔器环空更深处,整个沉降运移过程表现为支撑剂床在高度和长度上同步增加。同时,随着施工排量、砂比、支撑剂密度的增加,近封隔器环空支撑剂浓度不断增加。随着压裂液粘度和支撑剂粒径的增加,近封隔器环空支撑剂浓度不断降低。自行设计了双射孔孔道水平井喷射压裂模拟装置,选用20/40目,40/70目两种不同粒径支撑剂颗粒开展了不同排量、砂比、压裂液粘度条件下的近封隔器环空支撑剂沉降运移规律室内实验,室内实验结果与数值模拟结果一致。数值模拟与室内实验互相印证了支撑剂沉降运移规律的正确性,共同揭示了近封隔器环空支撑剂沉降运移规律,为连续管带底封喷砂射孔环空加砂分段压裂现场施工提供了指导依据。
二、快速颗粒流本构关系在固液两相流中的适用条件初探（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、快速颗粒流本构关系在固液两相流中的适用条件初探（论文提纲范文）
（1）粗细颗粒流化床内流动结构与动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 介尺度非均匀结构: 气泡与团聚物 |
| 1.3 模拟研究进展 |
| 1.3.1 数学模型介绍 |
| 1.3.2 曳力模型研究进展 |
| 1.3.3 单粒度曳力模型 |
| 1.3.4 多粒度曳力模型 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 结构-动量传递模型下曳力分散关联式的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 曳力模型 |
| 2.3 模拟结果与讨论 |
| 2.3.1 模拟计算设置 |
| 2.3.2 模拟结果分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 粗细颗粒鼓泡流化床介尺度非均匀结构与曳力模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粗细颗粒鼓泡流化床结构预测模型 |
| 3.2.1 鼓泡流化床不均匀结构的分解-合成方法 |
| 3.2.2 粗细颗粒鼓泡流化床流动结构参数 |
| 3.2.3 粗细颗粒鼓泡流化床流动结构参数的求解 |
| 3.3 气-固鼓泡流化床局部流动结构与曳力关系模型 |
| 3.3.1 粗细颗粒气固鼓泡流化床动量传递的曳力系数模型 |
| 3.3.2 模型求解方法 |
| 3.3.3 曳力模型与多流体模型耦合 |
| 3.4 粗细颗粒气固鼓泡流化床结构-曳力关系模型的验证 |
| 3.4.1 模拟计算设置 |
| 3.4.2 模拟结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 基于结构-传递理论的多粒度曳力模型推广 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粗细颗粒湍动流化床局部流动结构与传递关系模型 |
| 4.2.1 湍动流化床不均匀结构的分解-合成方法 |
| 4.2.2 粗细颗粒气固湍动流化床动量传递的曳力系数模型 |
| 4.2.3 模型求解方法 |
| 4.3 粗细颗粒快速流化床局部流动结构与传递关系模型 |
| 4.3.1 快速流化床不均匀结构的分解-合成方法 |
| 4.3.2 粗细颗粒气固快速流化床动量传递的曳力系数模型 |
| 4.3.3 模型求解方法 |
| 4.4 粗细颗粒气固快速/湍动流化床结构-传递关系模型的实验验证 |
| 4.4.1 模拟计算设置 |
| 4.4.2 双粒度湍动床计算结果 |
| 4.4.3 双粒度快速床计算结果 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 固固曳力模型对分级行为的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 固固曳力模型验证 |
| 5.2.1 模拟计算设置 |
| 5.2.2 模拟结果分析 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）动水条件巷道截流阻水墙建造机制与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 巷道截流堵水技术 |
| 1.2.2 泥沙运动与物料输送 |
| 1.2.3 颗粒介质力学 |
| 1.2.4 砂土渗流理论 |
| 1.2.5 岩土注浆理论 |
| 1.2.6 固液两相流模拟 |
| 1.3 动水截流堵巷技术存在的主要问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 动水巷道截流堵水可视化试验模拟系统 |
| 2.1 相似准则研究 |
| 2.1.1 相似条件分析 |
| 2.1.2 相似准则分析 |
| 2.1.3 相似参数分析 |
| 2.2 平台研究对象 |
| 2.3 平台参数设定 |
| 2.4 试验系统设计 |
| 2.4.1 主要功能 |
| 2.4.2 系统设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 动水环境骨料运移堆积理论与试验研究 |
| 3.1 骨料颗粒的受力状态分析 |
| 3.1.1 泥沙运动学相关概念 |
| 3.1.2 起动流速 |
| 3.1.3 动水休止角 |
| 3.1.4 沉降速度 |
| 3.2 骨料运移堆积的一般过程与规律 |
| 3.2.1 单孔灌注堆积体形态演化规律 |
| 3.2.2 多孔灌注堆积体形态演化规律 |
| 3.2.3 骨料灌注期间的几种典型现象 |
| 3.2.4 动水中骨料颗粒起动流速分析 |
| 3.3 动水中骨料灌注截流过程影响因素研究 |
| 3.3.1 正交试验原理 |
| 3.3.2 正交试验设计方案 |
| 3.3.3 正交试验数据分析 |
| 3.3.4 初始流速对灌注过程的影响 |
| 3.3.5 投料速度对灌注过程的影响 |
| 3.3.6 巷道坡度对灌注过程的影响 |
| 3.3.7 巷道糙度对灌注过程的影响 |
| 3.3.8 骨料粒径对灌注过程的影响 |
| 3.4 其他相关因素分析 |
| 3.4.1 孔间距及钻孔数量 |
| 3.4.2 投料次序 |
| 3.5 动水截流接顶-溃坝机制分析 |
| 3.5.1 截流各阶段的水力学状态 |
| 3.5.2 接顶溃坝过程的力学机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 动水环境骨料注浆加固理论与试验研究 |
| 4.1 浆液在骨料中运动的模型研究 |
| 4.1.1 骨料堆积形态及空间分区 |
| 4.1.2 水泥浆的颗粒性与流动性 |
| 4.1.3 堆积疏松区浆液运移特征 |
| 4.1.4 堆积密实区浆液运移特征 |
| 4.1.5 骨料中浆液的运移扩散方程 |
| 4.1.6 主要注浆阶段的灌浆量分布 |
| 4.2 水泥浆液性能测定 |
| 4.2.1 测试方法 |
| 4.2.2 测试结果 |
| 4.3 骨料中浆液可注性测试 |
| 4.3.1 静态测试 |
| 4.3.2 动态测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 骨料灌注截流过程流固耦合数值模拟研究 |
| 5.1 固-液两相流耦合方法原理 |
| 5.1.1 计算流体动力学原理 |
| 5.1.2 离散单元法原理 |
| 5.1.3 固-液两相流耦合原理 |
| 5.2 固-液两相流耦合模型的适应性验证 |
| 5.2.1 颗粒沉降特性的模拟验证 |
| 5.2.2 颗粒起动速度的模拟验证 |
| 5.2.3 堆积形态与流场的模拟验证 |
| 5.2.4 灌注速度与动水携砂能力模拟 |
| 5.2.5 阻水消压作用与流量分布规律模拟 |
| 5.3 骨料堆积一般过程模拟 |
| 5.3.1 骨料堆积的几个阶段 |
| 5.3.2 灌注过程中流速及压力演化 |
| 5.4 倾斜巷道中骨料堆积过程模拟 |
| 5.4.1 静水条件下的堆积 |
| 5.4.2 动水条件下的堆积 |
| 5.4.3 倾角对起动速度的影响 |
| 5.5 双巷条件下骨料堆积过程模拟 |
| 5.5.1 工况1 下双巷截流过程模拟 |
| 5.5.2 工况2 下双巷截流过程模拟 |
| 5.6 相关技术问题探讨 |
| 5.6.1 关于接顶过程 |
| 5.6.2 关于堆积长度 |
| 5.6.3 关于钻孔数量 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 阻水墙与巷道围岩相互作用机理研究 |
| 6.1 阻水墙与围岩相互作用的解析模型 |
| 6.1.1 Mindlin位移解简介 |
| 6.1.2 阻水墙应力分布的解析解 |
| 6.2 阻水墙的受状态分析及破坏判据 |
| 6.2.1 阻水墙轴向应力及剪力分布 |
| 6.2.2 阻水墙受力和来水压力的关系 |
| 6.2.3 弹性模量比对应力分布的影响 |
| 6.2.4 水压载荷对阻水墙的应力影响范围 |
| 6.2.5 阻水墙的强度破坏判据 |
| 6.3 阻水墙与围岩受力状态数值模拟 |
| 6.3.1 Flac3D软件简介及数值模型 |
| 6.3.2 堵水之前过水巷道的受力状态 |
| 6.3.3 注浆之后阻水墙的受力状态 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 动水截流堵巷工程参数估算与技术优化 |
| 7.1 典型工程数据统计与分析 |
| 7.2 阻水墙工程量预测方法研究 |
| 7.2.1 阻水墙堆积段长度的控制因素 |
| 7.2.2 基于施工过程的堆积段长度预测 |
| 7.2.3 基于数据分析的堆积段长度预测 |
| 7.3 灌注期间骨料粒径选择判据 |
| 7.4 钻孔数量与间距分析预测 |
| 7.5 阻水墙建造施工过程优化 |
| 7.5.1 技术体系建立 |
| 7.5.2 施工过程优化 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 动水截流堵巷技术现场工程应用 |
| 8.1 项目背景 |
| 8.2 技术模型分析 |
| 8.3 截流方案设计 |
| 8.3.1 总体技术方案 |
| 8.3.2 骨料用量估计 |
| 8.3.3 钻孔数量预计 |
| 8.3.4 骨料粒径选取 |
| 8.3.5 钻探工程设计 |
| 8.4 截流堵水过程 |
| 8.4.1 骨料灌注 |
| 8.4.2 注浆加固 |
| 8.4.3 效果评价 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 相似模拟、室内试验及现场工程应用照片 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于CFD-DEM的离心泵内部颗粒运动规律及磨损特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 固液两相流模型研究现状 |
| 1.3 泵内固液两相流研究现状 |
| 1.3.1 固液两相流颗粒运动规律研究 |
| 1.3.2 固相对泵性能的影响规律研究 |
| 1.3.3 泵的磨损特性及抗磨损措施研究 |
| 1.4 离散单元法(DEM)应用现状 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 固液两相流计算模型与方法 |
| 2.1 离散单元法(DEM)基础理论 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 颗粒受力分析 |
| 2.4 两相间的耦合 |
| 2.5 湍流模型 |
| 2.6 磨损模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 离心泵三维建模及网格划分 |
| 3.1 几何模型 |
| 3.2 网格生成 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 网格无关性检验 |
| 3.2.3 时间步长确定 |
| 3.3 边界条件及求解设置 |
| 3.4 计算方法验证 |
| 3.5 离心泵外特性变化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 离心泵内部多组分颗粒运动规律 |
| 4.1 多组分密度颗粒非定常流动 |
| 4.2 多组分直径颗粒运动规律 |
| 4.2.1 泵内颗粒运动分析 |
| 4.2.2 叶轮内部不同轴截面处颗粒分布规律 |
| 4.2.3 蜗壳截面颗粒速度变化 |
| 4.3 不同流量下的颗粒运动规律 |
| 4.3.1 蜗壳内部颗粒分布规律 |
| 4.3.2 蜗壳内部颗粒速度变化 |
| 4.3.3 叶轮中截面处颗粒分布 |
| 4.3.4 叶轮内部固液两相速度分析 |
| 4.4 不同转速下的颗粒运动规律 |
| 4.4.1 蜗壳内部颗粒分布规律 |
| 4.4.2 蜗壳内部颗粒速度变化 |
| 4.4.3 叶轮中截面处颗粒分布 |
| 4.4.4 叶轮内部固液两相速度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 离心泵过流部件磨损分析 |
| 5.1 颗粒形状对过流部件磨损的影响 |
| 5.1.1 叶轮磨损部位分布 |
| 5.1.2 蜗壳磨损部位分布 |
| 5.1.3 叶片磨损量分析 |
| 5.1.4 建立相对磨损与颗粒球形度之间的函数关系 |
| 5.2 组分直径对过流部件磨损的影响 |
| 5.2.1 叶轮磨损部位分布 |
| 5.2.2 蜗壳磨损部位分布 |
| 5.2.3 叶片磨损量分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 叶片进出口角对磨损的影响分析 |
| 6.1 叶片进口角改型分析 |
| 6.1.1 叶片进口角对外特性的影响 |
| 6.1.2 叶片进口角对磨损的影响 |
| 6.2 叶片出口角改型分析 |
| 6.2.1 叶片出口角对外特性的影响 |
| 6.2.2 叶片出口角对磨损的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（4）井筒内煤粉颗粒的运移规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 煤层气井的煤粉产出研究现状 |
| 1.2.2 煤粉的沉降与携带规律研究现状 |
| 1.2.3 井筒内煤粉流动规律研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 井筒中井液流动理论分析 |
| 2.1 杆管环空内流体状态 |
| 2.1.1 杆管环空内流型简化 |
| 2.1.2 固、液两相流模型 |
| 2.2 煤粉颗粒的沉降特征分析 |
| 2.2.1 煤粉颗粒表面受力分析 |
| 2.2.2 煤粉颗粒的受力分析 |
| 2.2.3 煤粉颗粒沉降末速模型 |
| 2.3 固液两相动力模型建立 |
| 2.3.1 井筒流体运动分析 |
| 2.3.2 液固两相流数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 模型建立与网格划分 |
| 3.1 模型建立 |
| 3.2 网格划分 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 垂直井筒中的煤粉颗粒运移 |
| 4.1 模拟方法优选 |
| 4.1.1 离散相模型 |
| 4.1.2 多相流模型 |
| 4.1.3 模拟方法的选择 |
| 4.2 煤粉颗粒的临界携带流速 |
| 4.2.1 煤粉颗粒的沉浮速度 |
| 4.2.2 煤粉颗粒的临界携带流速 |
| 4.3 煤粉颗粒临界携带流速的影响因素 |
| 4.3.1 煤粉颗粒的粒径 |
| 4.3.2 煤粉颗粒的形态 |
| 4.3.3 煤粉浓度 |
| 4.3.4 井筒直径 |
| 4.4 杆管环空区内煤粉颗粒运移规律 |
| 4.4.1 粒径大小对煤粉颗粒运移规律影响研究 |
| 4.4.2 进口流速对煤粉颗粒运移规律影响研究 |
| 4.5 煤层气井合理排水量设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）基于工业生产过程的粉尘下落逸散机理与抑尘方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 现有研究存在的不足 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 工业粉尘物理特性及粉尘逸散机理 |
| 2.1 工业粉尘物性参数 |
| 2.1.1 粉尘分类 |
| 2.1.2 粉尘粒径及粒径分布 |
| 2.1.3 粉尘密度 |
| 2.2 粉尘在流场中受力分析 |
| 2.3 卷吸空气及粉尘逸散机理 |
| 2.3.1 粉尘下落过程卷吸空气及粉尘逸散 |
| 2.3.2 粉尘撞击地面过程卷吸空气及粉尘逸散 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 工业粉尘下落过程卷吸空气流量理论分析 |
| 3.1 粉尘下落过程已有卷吸空气流量理论分析 |
| 3.2 粉尘下落过程卷吸空气流量分析 |
| 3.2.1 粉尘自由下落过程理论分析 |
| 3.2.2 粉尘自由下落过程卷吸空气流量公式 |
| 3.2.3 粉尘贴壁下落过程理论分析 |
| 3.2.4 粉尘贴壁下落过程卷吸空气流量公式 |
| 3.2.5 不同理论公式卷吸空气流量对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 工业粉尘下落过程中卷吸空气实验研究 |
| 4.1 实验装置及测试 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 工业煤粉物性测试 |
| 4.1.3 粉尘下落过程卷吸空气流场测试系统 |
| 4.1.4 实验步骤 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 粉尘自由下落卷吸空气流场特性 |
| 4.2.2 粉尘贴壁下落卷吸空气流场特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 工业粉尘自由下落过程流场特性 |
| 5.1 物理模型及网格划分 |
| 5.1.1 物理模型 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.2 边界条件及数值模型 |
| 5.2.1 边界条件 |
| 5.2.2 数值模型 |
| 5.3 网格无关性及模型验证 |
| 5.4 不同初速度下粉尘下落过程 |
| 5.4.1 不同断面卷吸空气速度变化特性 |
| 5.4.2 粉尘颗粒速度变化特性 |
| 5.4.3 不同断面卷吸空气流量变化特性 |
| 5.5 不同出流角度粉尘下落过程 |
| 5.5.1 不同断面卷吸空气速度变化特性 |
| 5.5.2 不同断面颗粒物浓度变化特性 |
| 5.5.3 不同断面卷吸空气流量变化特性 |
| 5.6 横向来流对粉尘下落过程影响 |
| 5.6.1 横向来流速度对粉尘平抛下落过程影响 |
| 5.6.2 横向来流速度对粉尘竖直下落过程影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 工业粉尘贴壁下落过程流场特性 |
| 6.1 物理模型及网格划分 |
| 6.1.1 物理模型 |
| 6.1.2 网格划分 |
| 6.2 边界条件 |
| 6.3 数值模型及湍流模型验证 |
| 6.4 粉尘源离壁面不同距离贴壁下落过程流场特性 |
| 6.4.1 不同距离下卷吸空气速度变化特性 |
| 6.4.2 粉尘颗粒速度随粉尘源到壁面距离变化特性 |
| 6.5 粉尘源不同出口面积贴壁下落过程流场特性 |
| 6.5.1 不同断面卷吸空气速度变化特性 |
| 6.5.2 粉尘颗粒速度随粉尘源出口面积变化特性 |
| 6.6 粉尘贴壁下落过程卷吸空气流量变化特性 |
| 6.6.1 卷吸空气流量随粉尘源到壁面距离及开口面积变化特性 |
| 6.6.2 不同模型卷吸空气流量对比 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 挡板抑尘策略探讨 |
| 7.1 物理模型及边界条件 |
| 7.1.1 物理模型 |
| 7.1.2 边界条件 |
| 7.2 数值计算结果及分析 |
| 7.2.1 V型挡板 |
| 7.2.2 半圆型挡板 |
| 7.2.3 直板型挡板 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论及展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于CFD-DEM耦合的富水卵石地层中渗流的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 渗流计算研究现状 |
| 1.2.2 两相流方法研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 固-液两相耦合模拟软件 |
| 2.1 CFD方法模拟软件 |
| 2.2 DEM模拟软件 |
| 2.3 耦合方案的选择及原理 |
| 2.4 小结 |
| 3 固-液两相数学模型的建立及耦合 |
| 3.1 固相颗粒模型的选取及控制方程的建立 |
| 3.1.1 固相颗粒控制方程的建立 |
| 3.1.2 固相颗粒在液相流体中的受力情况 |
| 3.1.3 固相颗粒接触模型的选择 |
| 3.2 液相流体模型的建立和控制方程的求解 |
| 3.2.1 液相流体模型以及控制方程的建立 |
| 3.2.2 液相控制方程的求解——SIMPLE算法 |
| 3.2.3 常用的几种边界条件 |
| 3.3 CFD-DEM耦合程序的实现 |
| 3.4 小结 |
| 4 耦合程序在基准问题中的验证 |
| 4.1 单个颗粒在静态流体中沉降的验证 |
| 4.1.1 案例情况描述 |
| 4.1.2 固相模型中参数的设置 |
| 4.1.3 计算结果及其分析 |
| 4.2 颗粒材料在低雷诺数多孔流中运移的验证 |
| 4.2.1 案例情况描述 |
| 4.2.2 耦合模型中参数的设置 |
| 4.2.3 耦合计算结果及其分析 |
| 4.3 颗粒材料通过漏斗堆积的验证 |
| 4.3.1 案例情况描述以及模型参数设置 |
| 4.3.2 耦合计算结果及其分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 粗颗粒在渗流场中的数值模拟 |
| 5.1 粗颗粒在渗流场中的模拟参数设置 |
| 5.2 粗颗粒在渗流场中的耦合模拟结果展示及分析 |
| 5.2.1 入口面压力对模拟结果的影响 |
| 5.2.2 墙底距隔水层厚度对模拟结果的影响 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）血液灌流器悬浮颗粒流动行为数值模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要物理量名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 悬浮颗粒流动行为的研究进展 |
| 1.2.1 悬浮颗粒的实验研究 |
| 1.2.2 悬浮颗粒的数值模拟研究 |
| 1.3 固-液两相流模型的研究进展 |
| 1.3.1 离散单元模型(DEM) |
| 1.3.2 颗粒轨道模型(DPM) |
| 1.3.3 双流体模型(TFM) |
| 1.3.4 混合模型(Mixture) |
| 1.4 固-液相间相互作用研究进展 |
| 1.4.1 国内关于固-液两相相互作用的研究 |
| 1.4.2 国外关于固-液两相相互作用研究 |
| 1.5 本论文的主要研究内容和研究意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 本论文的研究意义 |
| 第二章 血液灌流器流体力学模型的建立 |
| 2.1 血液灌流器的工作原理 |
| 2.2 内流道的多孔介质模型 |
| 2.2.1 多孔介质模型控制方程 |
| 2.2.2 血液灌流器多孔介质模型求解计算分析 |
| 2.3 悬浮颗粒模型 |
| 2.3.1 灌流器悬浮颗粒的流体力学控制方程 |
| 2.4 悬浮颗粒流体力学模型的计算结果 |
| 2.5 血液灌流器的实验 |
| 2.5.1 实验器材 |
| 2.5.2 实验与结果 |
| 2.6 实验结果与计算求解结果对比分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 入口流速对内流道中混合流场的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 边界条件 |
| 3.3 离散模型不同边界条件对混合流场的影响 |
| 3.3.1 恒定入口流速 |
| 3.3.2 脉动入口流速 |
| 3.3.3 恒定与脉动入口流速下颗粒速度、固含率对比 |
| 3.4 均一相模型-边界条件对混合流场的影响 |
| 3.4.1 恒定入口流速 |
| 3.4.2 脉动入口流速 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同相间相互作用对混合流场的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 离散相模型-相间相互作用对混合流场的影响 |
| 4.2.1 自由曳力模型 |
| 4.2.2 Ergun and wen yu曳力模型 |
| 4.2.3 De filice曳力模型 |
| 4.3 均一相模型-相间相互作用对混合流场的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 颗粒属性对内流道中混合流场的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 颗粒密度对计算结果的影响 |
| 5.2.1 离散相模型下不同密度颗粒对混合流场的影响 |
| 5.2.2 均一相模型下不同密度颗粒对混合流场的影响 |
| 5.3 颗粒半径大小对内流道中混合流场的影响 |
| 5.3.1 离散相模型下不同半径颗粒对混合流场的影响 |
| 5.3.2 均一相模型下不同半径颗粒对混合流场的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）冰区船舶海水换热管道中海水冰浆热流动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冰浆在管内的流动特性研究 |
| 1.2.2 冰浆在管内的传热特性研究 |
| 1.2.3 固液两相流的数值研究概况 |
| 1.2.4 国内外研究现状总结 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 海水冰浆流动与传热综合实验台搭建 |
| 2.1 海水与冰晶基本热物理性质 |
| 2.2 实验台搭建 |
| 2.2.1 实验目的 |
| 2.2.2 实验装置 |
| 2.2.3 海水冰浆制取与储存系统 |
| 2.2.4 海水冰浆流动传热实验测试段 |
| 2.2.5 测试管路加热效率标定 |
| 2.2.6 测量参数及数据采集 |
| 2.3 测量参数误差分析 |
| 2.4 实验参数处理方法 |
| 2.5 实验方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 海水冰浆管内流动与传热数值模型 |
| 3.1 数学建模 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 相间作用力模型 |
| 3.1.3 相间传热传质模型 |
| 3.1.4 两相湍流模型 |
| 3.1.5 颗粒动力学理论 |
| 3.2 边界和初始条件 |
| 3.3 数值方法 |
| 3.4 网格独立性验证 |
| 3.5 模型验证 |
| 3.5.1 流动模型验证 |
| 3.5.2 传热传质模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 海水冰浆在管内的非等温流动特性研究 |
| 4.1 实验系统的验证 |
| 4.2 海水-冰晶两相流的流动压降特性 |
| 4.2.1 海水-冰晶两相流的流动压降 |
| 4.2.2 海水-冰晶两相流的流动摩擦系数 |
| 4.2.3 冰晶相变对流动压降的影响 |
| 4.3 海水-冰晶两相流的浓度场及速度场特征 |
| 4.3.1 入口速度对浓度场及速度场的影响 |
| 4.3.2 入口含冰率对浓度场及速度场的影响 |
| 4.3.3 冰晶颗粒直径对浓度场及速度场的影响 |
| 4.4 冰晶流动过程中的分布特征 |
| 4.5 海水-冰晶两相流的流型与临界速度 |
| 4.5.1 海水-冰晶两相流的流型 |
| 4.5.2 临界速度 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 海水冰浆在管内的传热特性研究 |
| 5.1 实验系统的验证 |
| 5.2 海水冰浆在管内的沿程传热特性 |
| 5.3 海水冰浆在管内的局部传热特性 |
| 5.3.1 局部传热系数 |
| 5.3.2 相间传质率特性 |
| 5.3.3 海水冰浆流体温度分布 |
| 5.4 相间传热传质模型与Niezgoda-Zelasko准则关联式比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得与学位论文相关的科研成果 |
（9）绞吸式挖泥船切削系统液固两相流建模与流动机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2.1 研究目的 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 切削理论国内外研究现状 |
| 1.3.2 旋转流场液固两相流国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 切削系统的切削分析及泥浆液固两相流理论 |
| 2.1 疏浚土质的分类及泥砂的主要性质 |
| 2.1.1 疏浚土质的分类 |
| 2.1.2 土类的主要物理性质 |
| 2.2 切削系统结构组成与工况参数 |
| 2.2.1 切削系统结构组成 |
| 2.2.2 切削系统工况参数 |
| 2.3 基于二维切削理论的泥砂切削机理 |
| 2.3.1 二维切削理论 |
| 2.3.2 基于二维切削理论的三维切削力计算模型 |
| 2.4 切削系统动力学模型 |
| 2.4.1 切削系统运动模型 |
| 2.4.2 切削系统切削力计算模型 |
| 2.4.3 切削系统动力学模型 |
| 2.5 切削系统内外流场数值模拟方法 |
| 2.5.1 工程计算湍流模型 |
| 2.5.2 液固两相流数学模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于颗粒轨道模型的切削系统液固两相流数值模拟 |
| 3.1 液固两相流数学模型 |
| 3.1.1 切削系统液固两相流模型评价与选择 |
| 3.1.2 液相控制方程 |
| 3.1.3 颗粒运动控制方程 |
| 3.2 切削系统物理模型与数值求解方法 |
| 3.2.1 几何模型建立与多参考系方法 |
| 3.2.2 边界条件与初始条件 |
| 3.2.3 数值计算方法 |
| 3.3 液固两相流DPM模拟结果分析 |
| 3.3.1 液相分析 |
| 3.3.2 颗粒轨迹跟踪分析 |
| 3.4 工况参数影响分析 |
| 3.4.1 绞刀转速对吸入效率的影响 |
| 3.4.2 吸口流速对吸入效率的影响 |
| 3.4.3 横移速度对吸入效率的影响 |
| 3.5 切削系统内外液固两相流颗粒运动机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于双流体与湍流模型的液固两相流数值模拟 |
| 4.1 液固两相流双流体模型建立 |
| 4.1.1 欧拉模型控制方程 |
| 4.1.2 欧拉模型液固两相相间作用模型 |
| 4.1.3 液固两相流湍流模型 |
| 4.2 切削系统泥浆流数值模拟 |
| 4.2.1 几何模型与网格划分 |
| 4.2.2 动网格与滑移网格法 |
| 4.2.3 边界条件与初始条件 |
| 4.2.4 方程离散与求解方法 |
| 4.3 计算结果及分析 |
| 4.3.1 切削系统内外流场两相浓度分布 |
| 4.3.2 切削系统内外液固两相速度分布 |
| 4.3.3 切削系统内外液固两相流湍动能分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 疏浚模拟综合试验台研制与实验研究 |
| 5.1 相似模化原理 |
| 5.1.1 相似原理 |
| 5.1.2 疏浚综合模拟实验平台模化处理 |
| 5.1.3 实验模型相关参数模化处理 |
| 5.2 疏浚模拟实验平台及实验方案设计 |
| 5.2.1 疏浚模拟综合实验台测控系统设计 |
| 5.2.2 疏浚模拟综合实验台执行装置设计 |
| 5.2.3 疏浚模拟综合试验台性能参数 |
| 5.2.4 实验方案与方法设计 |
| 5.3 吸入效率实验研究 |
| 5.3.1 吸入效率及颗粒粒径分布实验研究 |
| 5.3.2 实验数据与数值计算结果对比 |
| 5.4 基于数字图像处理技术的液固两相流体积浓度研究 |
| 5.4.1 面向液固两相流检测的数字图像处理 |
| 5.4.2 典型工况下液固两相流流动特性实验研究 |
| 5.5 误差原因分析 |
| 5.5.1 模型试验误差及其修正措施 |
| 5.5.2 数值模拟误差及其修正措施 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论及创新点 |
| 6.1.1 本文总结 |
| 6.1.2 本文创新点 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和参与的科研项目 |
| 一、发表论文 |
| 二、专利与软件着作权 |
| 三、参与的科研项目 |
（10）近封隔器环空支撑剂沉降运移规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 连续管带底封环空分段压裂技术机理 |
| 1.2.2 连续管带底封环空分段压裂工具串组合 |
| 1.2.3 连续管带底封环空分段压裂技术特点 |
| 1.2.4 连续管带底封环空分段压裂技术现场应用 |
| 1.2.5 固液两相流动研究现状 |
| 1.2.6 裂缝中支撑剂沉降运移规律研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 第2章 近封隔器环空支撑剂沉降运移规律数值模拟建模 |
| 2.1 模型的建立 |
| 2.1.1 固液两相流模型 |
| 2.1.2 几何模型 |
| 2.1.3 网格划分 |
| 2.2 边界条件 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 近封隔器环空支撑剂沉降运移规律数值模拟 |
| 3.1 近封隔器环空支撑剂沉降运移数值模拟方案 |
| 3.2 结果分析 |
| 3.2.1 排量影响分析 |
| 3.2.2 砂比影响分析 |
| 3.2.3 压裂液粘度影响分析 |
| 3.2.4 支撑剂粒径影响分析 |
| 3.2.5 支撑剂密度影响分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 近封隔器环空支撑剂沉降运移规律实验研究 |
| 4.1 室内实验方案 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 实验材料 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.4.1 支撑剂床无因次高度变化规律 |
| 4.4.2 支撑剂床无因次长度变化规律 |
| 4.4.3 支撑剂浓度变化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、快速颗粒流本构关系在固液两相流中的适用条件初探（论文参考文献）
- [1]粗细颗粒流化床内流动结构与动力学研究[D]. 贾继斌. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2021(01)
- [2]动水条件巷道截流阻水墙建造机制与关键技术研究[D]. 牟林. 煤炭科学研究总院, 2021
- [3]基于CFD-DEM的离心泵内部颗粒运动规律及磨损特性研究[D]. 张帆. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]井筒内煤粉颗粒的运移规律研究[D]. 冯常青. 中北大学, 2020(02)
- [5]基于工业生产过程的粉尘下落逸散机理与抑尘方法[D]. 孙宏发. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [6]基于CFD-DEM耦合的富水卵石地层中渗流的数值模拟[D]. 李铖. 中国地质大学(北京), 2019(02)
- [7]血液灌流器悬浮颗粒流动行为数值模拟分析[D]. 左成莉. 华南理工大学, 2019(01)
- [8]冰区船舶海水换热管道中海水冰浆热流动特性研究[D]. 黄长绪. 武汉理工大学, 2019(07)
- [9]绞吸式挖泥船切削系统液固两相流建模与流动机理研究[D]. 张敏. 武汉理工大学, 2018(07)
- [10]近封隔器环空支撑剂沉降运移规律研究[D]. 刘习雄. 中国石油大学(北京), 2018(01)