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基于CFD-DEM的微阀射流疏堵模拟研究
1
作者 魏列江 张海东 +3 位作者 魏小玲 刘豆豆 陈阳 强彦 《机床与液压》 北大核心 2026年第3期164-170,共7页
针对微阀在长期使用中因微小颗粒物沉积与黏附导致流道堵塞的问题,提出一种通过手指按压储液囊形成射流进行疏通的方法,清除堵塞物的同时避免损伤微阀结构。针对阀芯-阀座间颗粒团聚形成的堵塞,采用CFD-DEM耦合仿真方法,通过改变按压储... 针对微阀在长期使用中因微小颗粒物沉积与黏附导致流道堵塞的问题,提出一种通过手指按压储液囊形成射流进行疏通的方法,清除堵塞物的同时避免损伤微阀结构。针对阀芯-阀座间颗粒团聚形成的堵塞,采用CFD-DEM耦合仿真方法,通过改变按压储液囊时间,研究不同射流条件下颗粒聚集状态。仿真结果表明:当匀速按压时间为1.5 s时,射流速度增长平缓,只有20%的颗粒被冲刷出堵塞位置;按压时间为0.5 s时,射流速度迅速增大,97%的颗粒被冲刷掉,有效改善了微阀堵塞,按压时间显著影响疏堵效率。为进一步验证所提方法的有效性,使用放大样机进行实验验证。结果表明:按压1.5 s后,堵塞的明胶颗粒未能被完全冲刷,大量颗粒仍滞留于阀座区域;而按压时间缩短至0.5 s后,阀芯与阀座之间的明胶颗粒几乎完全被清除,微阀恢复正常工作状态。实验与仿真结果一致,证明基于CFD-DEM耦合仿真模拟按压储液囊射流冲刷堵塞物的方法可行。 展开更多
关键词 微阀 颗粒 堵塞 射流 cfd-DEM
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半解析CFD-DEM耦合方法研究进展
2
作者 许成顺 苏卓林 +1 位作者 徐佳琳 吴昕怡 《土木工程学报》 北大核心 2026年第2期1-19,共19页
流体-颗粒相互作用广泛存在于岩土工程、生物能源与工业过程等领域,CFD-DEM耦合方法因其能同时解析流体连续相与颗粒离散相的动态行为,已成为该类多相系统模拟的主流手段。文章系统综述了CFD-DEM耦合方法,重点聚焦于近年来快速发展的半... 流体-颗粒相互作用广泛存在于岩土工程、生物能源与工业过程等领域,CFD-DEM耦合方法因其能同时解析流体连续相与颗粒离散相的动态行为,已成为该类多相系统模拟的主流手段。文章系统综述了CFD-DEM耦合方法,重点聚焦于近年来快速发展的半解析策略。首先梳理了离散单元法在接触模型与非球形颗粒建模方面的进展;其次对比了全解析、非解析与半解析三类耦合方法的适用条件与技术特点;进而详细评述了基于统计核函数、扩散平滑、双网格及粒子点云等主流半解析算法的原理、优势与局限。最后,针对复杂颗粒形态处理、致密饱和体系模拟、多物理场耦合及机器学习融合等方面的挑战,提出未来研究方向。该文旨在为相关领域研究者提供方法选择与模型开发的参考依据,促进半解析CFD-DEM方法在岩土工程及相关领域的深入应用与发展。 展开更多
关键词 cfd-DEM耦合 半解析方法 流体颗粒相互作用 孔隙场重构
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横摇激励对压裂船混砂罐中固-液两相混合特性影响的CFD模拟
3
作者 郑雨杭 何霞 +3 位作者 王国荣 陈林燕 张万春 刘清友 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期95-106,共12页
混砂罐是压裂作业的核心装备,其搅拌效果决定了压裂液的性能,并进一步影响压裂作业进程。针对海洋晃动载荷对压裂船混砂罐内部混合过程的作用不明确的问题,基于CFD方法建立了考虑横摇激励下的压裂船混砂罐固-液两相混合模型,探究了不同... 混砂罐是压裂作业的核心装备,其搅拌效果决定了压裂液的性能,并进一步影响压裂作业进程。针对海洋晃动载荷对压裂船混砂罐内部混合过程的作用不明确的问题,基于CFD方法建立了考虑横摇激励下的压裂船混砂罐固-液两相混合模型,探究了不同横摇幅值和周期对其混合特性的影响。研究表明:横摇激励主要影响颗粒相的速度与分布,对罐内混合相的整体流场影响不大,且颗粒相表现出与横摇方向相同的运动趋势;颗粒相的分布受到罐体位置的影响,在左倾状态时左侧颗粒相体积分数明显大于不晃动时,右侧则明显小于不晃动时,右倾时则与之相反;横摇激励可以加速混合过程,随着横摇幅值增大或周期降低,罐体左右两侧颗粒相体积分数差异增大,颗粒相下沉趋势更加明显,导致排出口混合相平均密度也随之增加,但排出口密度均匀指数呈现下降的趋势,在T=8 s,A>6°或A=6°,T<8 s时均匀指数低于不晃动时。研究结果可为探究混合类罐体受晃动载荷的影响奠定理论基础。 展开更多
关键词 压裂船 混砂罐 cfd方法 横摇激励 混合特性
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CFD模拟检测核电厂主控室密封性
4
作者 王稹 刘思光 +4 位作者 高旭 张渊 吴涛 李晓晨 张雪平 《核电子学与探测技术》 北大核心 2026年第1期57-61,共5页
针对第四代核电高温气冷堆设计的模拟主控室,本研究采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件,对主控室房间及通风管道的气流与压力分布进行了模拟计算,并将仿真结果与进风量实测值进行了对比。结果表明:模拟计算... 针对第四代核电高温气冷堆设计的模拟主控室,本研究采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件,对主控室房间及通风管道的气流与压力分布进行了模拟计算,并将仿真结果与进风量实测值进行了对比。结果表明:模拟计算流量与实测流量偏差在5%以内,验证了仿真的准确性,表明主控室整体保压情况良好,能够维持12 Pa~14.3 Pa正压,且整体压力随房间高度增加而增大;CFD仿真技术的应用可降低设计与试验成本,为百万千瓦级高温气冷堆主控室通风系统的设计提供技术支持。 展开更多
关键词 cfd仿真 主控室 高温气冷堆 气流分布 正压分布
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基于CFD的浓差极化汲取膜浓缩过程强化研究
5
作者 殷嘉伟 杨旭 +3 位作者 沈飞 林春香 万印华 陈国强 《膜科学与技术》 北大核心 2026年第1期154-163,共10页
浓差极化汲取膜浓缩技术能够提取高倍蛋白浓缩液的浓差极化层,具有低剪切、低能耗的优势,但目前仍缺乏浓差极化层的高效汲取方法。为提高该技术对蛋白的浓缩效率,本研究采用计算流体力学(CFD),构建了二维数值模型,系统模拟了外场(重力... 浓差极化汲取膜浓缩技术能够提取高倍蛋白浓缩液的浓差极化层,具有低剪切、低能耗的优势,但目前仍缺乏浓差极化层的高效汲取方法。为提高该技术对蛋白的浓缩效率,本研究采用计算流体力学(CFD),构建了二维数值模型,系统模拟了外场(重力场、电场及重力场电场的复合场)和重要过程参数(蛋白黏度及入口流速)对浓差极化层迁移行为和汲取效率的影响。结果表明,重力场、电场及复合场都能有效促进浓差极化层的迁移。其中,复合场对浓差极化的汲取效率最高。此外,蛋白黏度和入口流速的提高均会对汲取效率产生负面影响。该研究以CFD模拟揭示了施加外场和过程参数对浓差极化汲取技术的重要作用,为该技术的过程强化和控制策略开发提供指导。 展开更多
关键词 浓差极化汲取 cfd模拟 重力场电场的复合场 蛋白黏度 入口流速
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离心纺丝技术:生产设备创新与CFD仿真模拟的进展研究
6
作者 郭永康 赵帆 +1 位作者 饶秉钧 王富军 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期168-179,共12页
离心纺丝技术作为一种兼具低成本与高效率优势的纤维制备方法,在生物医疗和高分子材料等领域具有重要应用价值。本文综述了自1924年Hooper研制首台离心纺丝装置以来,离心纺丝生产设备及技术与计算流体力学(CFD)仿真两方面的研究进展。... 离心纺丝技术作为一种兼具低成本与高效率优势的纤维制备方法,在生物医疗和高分子材料等领域具有重要应用价值。本文综述了自1924年Hooper研制首台离心纺丝装置以来,离心纺丝生产设备及技术与计算流体力学(CFD)仿真两方面的研究进展。在设备层面,纺丝系统从单一纺丝盘逐步发展为多室组合与气流辅助等复杂结构,显著提升了纤维的细度与均匀性;收集系统也实现了从固定式向连续输送式的演进,有效促进了纤维的高效可控沉积。在仿真层面,CFD技术通过气流场模拟与聚合物射流动力学分析,揭示了溶液浓度、转速等关键参数对纺丝过程的影响机制,为工艺优化提供了理论依据。然而,目前该技术仍面临设备定制化程度高、纳米纤维均匀性不足等问题。未来研究应着力于设备集成化以提升对射流动力的微观调控,并发展气流与聚合物直接耦合的多物理场CFD模型,以推动离心纺丝技术向工业化、高性能化方向持续发展。 展开更多
关键词 离心纺丝 cfd仿真 生产设备 纳米纤维
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CFD仿真与优化的烟厂制丝车间异味精准控制
7
作者 张宇波 徐秀 +4 位作者 杨志祥 安明伟 闫东旭 马培勇 张颖 《广州化工》 2026年第5期160-166,共7页
在当代工业迅速发展的背景下,作为烟草制品生产的核心环节,烟厂制丝车间的环境质量问题日益受到关注。随着公众环保意识的不断增强,车间内异味气体的无组织扩散已成为制约烟厂绿色可持续发展的关键难题。为科学控制烟厂制丝车间内异味... 在当代工业迅速发展的背景下,作为烟草制品生产的核心环节,烟厂制丝车间的环境质量问题日益受到关注。随着公众环保意识的不断增强,车间内异味气体的无组织扩散已成为制约烟厂绿色可持续发展的关键难题。为科学控制烟厂制丝车间内异味气体的无组织扩散,本文以某烟厂制丝车间为研究对象,通过现场采样分析确定乙酸乙酯为主要异味成分,并将其作为示踪物进行CFD模拟研究。结果表明,在现有送风参数条件下,最优气流组织参数为:进风口数量设为15个,总送风量维持72500 m^(3)/h,单个进风口尺寸设计为1.2 m×1.2 m,同时将回风口与南墙的距离调整为12.5 m。该参数组合可有效优化车间气流组织,提升异味气体扩散的控制效果。本研究可为实际生产中的污染物控制提供理论依据,并为同类车间的空间设计提供参考。 展开更多
关键词 烟草异味 乙酸乙酯 无组织扩散控制 cfd仿真
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直接求解热厚颗粒内传递和反应的生物质快速热解高精度CFD-DEM模拟
8
作者 王櫆 任冠龙 +2 位作者 徐骥 葛蔚 熊勤钢 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第2期512-520,共9页
热厚颗粒内传递和反应过程的精确建模是生物质快速热解计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟的热点与难点。针对该问题,本工作构建了一种在球形颗粒内引入多壳层直接求解的传递和反应模型,耦合离散单元法(discrete eleme... 热厚颗粒内传递和反应过程的精确建模是生物质快速热解计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟的热点与难点。针对该问题,本工作构建了一种在球形颗粒内引入多壳层直接求解的传递和反应模型,耦合离散单元法(discrete element method,DEM)实现了鼓泡流化床中生物质快速热解过程的高精度模拟。通过单个热厚生物质颗粒热解和实验室尺寸鼓泡床生物质快速热解实验数据验证了直接求解热厚颗粒内传递和反应模型的准确性,并探索了实验室尺度鼓泡床生物质快速热解的特性及操作条件的影响。结果表明,由于能够描述热厚颗粒内显著温度梯度导致的颗粒内径向热解程度的显著差异,本工作所提出的直接求解热厚颗粒内传递和反应模型能够显著提高生物质快速热解CFD-DEM模拟的精度。在操作条件对鼓泡床生物质快速热解的影响研究中发现,生物质颗粒热解的焦油产率随着温度升高先升后降,最佳热解温度在773 K;不同种类的生物质快速热解模拟结果表明焦油产率随纤维素成分的增加而略有增加,其中纯纤维素热解的焦油产率最高。 展开更多
关键词 生物质 快速热解 cfd-DEM 热厚颗粒 流化床
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空-水双模态跨介质机器人推进性能CFD仿真研究
9
作者 孙宇锋 周晶 +1 位作者 赵黎明 刘妹琴 《水下无人系统学报》 2026年第1期94-108,共15页
为应对复杂海洋环境中跨介质作业的需求,针对一款具备空中与水下双模态运动能力的跨介质机器人,开展了推进系统的计算流体力学(CFD)仿真研究。由于空气与水的密度、黏性等物理性质存在显著差异,传统单环境推进器难以兼顾2种介质的高效... 为应对复杂海洋环境中跨介质作业的需求,针对一款具备空中与水下双模态运动能力的跨介质机器人,开展了推进系统的计算流体力学(CFD)仿真研究。由于空气与水的密度、黏性等物理性质存在显著差异,传统单环境推进器难以兼顾2种介质的高效推进。为此,文中建立了涵盖空中与水下2种典型工况的三维瞬态CFD模型,采用滑移网格与流体体积方法,对单螺旋桨与多推进器耦合系统进行对比仿真分析,揭示了跨介质推进系统在推力系数、推进效率与尾流干扰等方面的差异性及规律。结果表明,在3 kn航速下,水下推进系统效率最高可达48.48%,显著高于空中推进系统(7.43%);多推进器协同运行会引起尾流耦合干扰,但在合理布局下可提升整体效率。文中构建了统一的空-水推进CFD分析框架,提出了一种跨介质推进性能定量评估方法,为跨介质机器人推进系统的布局优化与多模态协同设计提供理论参考。 展开更多
关键词 跨介质机器人 空-水双模态 cfd仿真 推进性能 尾流 多模态协同
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基于CFD的育肥猪舍风送式喷雾消毒机雾滴沉积特性研究
10
作者 李守润 魏培莲 +3 位作者 周昕 徐杏 金梦阳 周卫东 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第3期215-221,共7页
现有猪舍喷雾消毒装备存在消毒雾滴沉积效果难以预测,药液利用率低等问题,为此研究不同条件下的风送式喷雾消毒机的雾滴沉积特性。通过计算流体力学(CFD)对喷雾流场进行数值仿真,设计单因素与多因素试验对不同区域的雾滴沉积率进行分析... 现有猪舍喷雾消毒装备存在消毒雾滴沉积效果难以预测,药液利用率低等问题,为此研究不同条件下的风送式喷雾消毒机的雾滴沉积特性。通过计算流体力学(CFD)对喷雾流场进行数值仿真,设计单因素与多因素试验对不同区域的雾滴沉积率进行分析以确定最佳喷雾参数组合,并基于响应面法建立风送角度、风送速度和喷雾流量与雾滴沉积覆盖率的预测模型。结果表明:0~4 m的距离下,雾滴沉积覆盖率主要受风送角度和喷雾流量影响,在4~6 m的距离,风送角度、风送速度、喷雾流量的共同作用对雾滴沉积覆盖率影响较为明显。各区域最优参数组合为0~2 m时,风送角度为-44.81°、风送速度为7.82 m/s、喷雾流量为2.99 L/min,此时雾滴覆盖率为41.2%;2~4 m时,风送角度为-18.22°、风送速度为8.81 m/s、喷雾流量为2.74 L/min,此时雾滴覆盖率为76.8%;4~6 m时,风送角度为1.31°、风送速度为11.25 m/s、喷雾流量为2.59 L/min,此时雾滴覆盖率为96.7%。 展开更多
关键词 风送式喷雾机 雾滴沉积效果 cfd 响应面法
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CFD辅助的柴油加氢裂解反应过程分子水平模拟
11
作者 黄泽义 叶磊 +8 位作者 覃兴龙 田冬妮 马明轩 张雅欣 宋子杰 刘纪昌 张健 张金山 胡炳星 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2026年第1期145-161,共17页
柴油加氢裂解工艺是炼油厂改善油品质量、提高化学品收率的典型技术。为提升柴油加氢裂解工艺应对油化市场需求变化的灵活性,采用结构导向集总(SOL)方法和计算流体力学(CFD)对柴油加氢裂解反应过程进行了分子水平的模拟与优化。依据气... 柴油加氢裂解工艺是炼油厂改善油品质量、提高化学品收率的典型技术。为提升柴油加氢裂解工艺应对油化市场需求变化的灵活性,采用结构导向集总(SOL)方法和计算流体力学(CFD)对柴油加氢裂解反应过程进行了分子水平的模拟与优化。依据气相色谱仪与全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪对原料柴油的分析结果,采用22个结构单元构建由1210个结构向量组成的1210行×23列分子组成矩阵。结合临氢催化反应机理,设计了34条反应规则描述柴油加氢裂解反应网络,依据阿伦尼乌斯方程计算反应速率,运用改进的Runge-Kutta法求解反应网络,建立了分子水平的柴油加氢裂解反应动力学模型。结合反应器结构与流体流动状态,采用Fluent软件模拟反应器内的三维流动和传热过程。研究表明:将CFD模拟得到的反应器内部温度场数据引入基于SOL方法的柴油加氢裂解反应动力学模型的热反馈,显著提升了模型的预测精度;与未引入CFD温度场的模型相比,引入CFD温度场的模型对产物收率、族组成分布和典型分子四氢萘的质量分数计算偏差分别降低了0.76、1.04和0.22百分点。CFD计算与分子水平反应动力学模型相结合可以模拟反应器内的温度场和流场变化,从而更为精准地反映柴油加氢裂解反应器内的分子组成分布,揭示分子转化规律,指导柴油加氢裂解反应过程的模拟与优化。 展开更多
关键词 加氢裂解 反应动力学 计算流体力学(cfd) 结构导向集总 分子管理
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基于实验与CFD模拟的船舶涂层减阻性能研究
12
作者 石文可 乔印虎 +2 位作者 李忠芳 缑瑞宾 曹波 《蚌埠学院学报》 2026年第2期99-103,128,共6页
为应对船舶航运业巨大的燃料消耗,评估了石墨烯与CMP涂料作为减阻船体涂层的减阻有效性。研究通过3D打印船模、水槽牵引实验与CFD模拟相结合的方式进行验证。实验测量了石墨烯、CMP涂层与无涂层船模在0.2-1.0 m·s^(-1)速度范围内... 为应对船舶航运业巨大的燃料消耗,评估了石墨烯与CMP涂料作为减阻船体涂层的减阻有效性。研究通过3D打印船模、水槽牵引实验与CFD模拟相结合的方式进行验证。实验测量了石墨烯、CMP涂层与无涂层船模在0.2-1.0 m·s^(-1)速度范围内的航行阻力,并利用CFD分析了流场结构与实验结果的拟合情况。结果表明石墨烯与CMP涂层均能实现有效减阻。CMP涂层减阻效果更为稳定,而石墨烯涂层在特定速度区间优势显著。研究证明,表面涂层技术是降低船舶阻力的关键手段,而石墨烯涂层展现出巨大的应用潜力,为新一代环保、高效船体涂料的开发提供了重要参考。 展开更多
关键词 涂料 船舶减阻 牵引实验 cfd
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基于CFD-DEM耦合仿真的气吸式核桃定向摆放装置的设计与试验
13
作者 刘梦迪 王应彪 +2 位作者 王周梅 张超宇 李九峰 《中国油脂》 北大核心 2026年第1期122-128,共7页
为确保核桃在吸附摆放过程中的姿态固定,设计一种气吸式核桃定向摆放装置。利用CFD-DEM气固两相耦合仿真方法对核桃定向摆放的工作过程进行分析,以核桃与吸口的距离、气流速度、负压强度为考察因素,定向合格指数为评价指标,采用单因素... 为确保核桃在吸附摆放过程中的姿态固定,设计一种气吸式核桃定向摆放装置。利用CFD-DEM气固两相耦合仿真方法对核桃定向摆放的工作过程进行分析,以核桃与吸口的距离、气流速度、负压强度为考察因素,定向合格指数为评价指标,采用单因素试验和响应面试验对核桃定向摆放装置的工作参数进行仿真优化,并结合实际试验验证定向吸附核桃的可行性。结果表明:核桃能被吸起的最低气流速度为25.5 m/s,最小负压强度为-93.6 kPa;影响定向合格指数的因素依次为气流速度、核桃与吸口的距离、负压强度;通过仿真优化和实际试验验证得到气吸式核桃定向摆放装置的最优工作参数为核桃与吸口的距离4 mm、气流速度27 m/s、负压强度-98 kPa,此时平均定向吸附成功率为95%。综上,气吸式核桃定向摆放装置满足核桃定向吸附摆放生产要求。 展开更多
关键词 核桃 气吸式 定向摆放 cfd-DEM
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基于CFD的严寒地区鹅舍数值模拟分析
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作者 李逸明 邓书辉 +2 位作者 杨龙 汝林 张昊 《现代化农业》 2026年第2期93-96,共4页
为了研究严寒地区鹅舍内温湿度场和速度场的变化规律,采用CFD对鹅舍热环境进行三维数值模拟,采集鹅舍内9个观测点的温湿度和风速,将现场实测值与模拟值进行对比,结果表明实测结果与CFD模拟结果接近,温度、相对湿度与风速的实测值与模拟... 为了研究严寒地区鹅舍内温湿度场和速度场的变化规律,采用CFD对鹅舍热环境进行三维数值模拟,采集鹅舍内9个观测点的温湿度和风速,将现场实测值与模拟值进行对比,结果表明实测结果与CFD模拟结果接近,温度、相对湿度与风速的实测值与模拟值相对误差范围分别为0.9%~40.0%、1.1%~10.1%、6.7%~18.2%,NMSE值分别为0.0470、0.0029、0.0375。鹅舍内外温差为24.11°C,鹅舍内采用热风炉加热起到了较好的保温效果,说明采用CFD模拟鹅舍内温、湿度以及风速情况真实有效。 展开更多
关键词 cfd 鹅舍 温湿度场 速度场 热环境
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基于CFD-DPM及PIV的工业射流除尘器分析及优化
15
作者 杨世晗 吴恺 +3 位作者 李入作 王光耀 张翔 耿玺 《西华大学学报(自然科学版)》 2026年第2期95-105,共11页
工业生产过程中,对工业射流除尘器进行分析及改造,可提高灰尘颗粒的清除效率,减少灰尘颗粒对整体生产效率的影响。文章通过计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM)和粒子图像测速(PIV)技术,对工业射流除尘器流域内的气体流动开展研究,分析... 工业生产过程中,对工业射流除尘器进行分析及改造,可提高灰尘颗粒的清除效率,减少灰尘颗粒对整体生产效率的影响。文章通过计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM)和粒子图像测速(PIV)技术,对工业射流除尘器流域内的气体流动开展研究,分析射流除尘器及其优化部件对除尘效果产生的影响:通过数值模拟和实验结合的方法,研究射流除尘器的压缩空气的运动特性与灰尘运动特性;优化原工业射流除尘器,确定最佳除尘方案。结果表明:通过增加6片导流片,且每片高度为7 mm,达到了最佳的优化控制效果。这一改进平衡了射流除尘器出口气体流动湍动能,提高了出口气体流动速度,扩大了高速区面积,减少了灰尘颗粒进入射流除尘器,从而实现优化除尘的效果。 展开更多
关键词 流体力学 数值仿真 cfd-DPM耦合 PIV 瞬态两相流
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基于CFD-DEM的切喷形式沸腾混合机工艺参数优化及饲料颗粒混合过程模拟
16
作者 田相雨 孟兆新 +1 位作者 王孟刚 沙宇峰 《饲料工业》 北大核心 2026年第6期15-22,共8页
试验旨在研究优化后的新型气力式混合设备的仿真结果和生产价值。通过计算流体动力学(CFD)和离散单元法(DEM)的耦合模拟,研究了切喷式沸腾混合机中的颗粒行为和混合效果。文章重点分析了鱼鳞板在优化气流分布和增强湍流强度方面的作用... 试验旨在研究优化后的新型气力式混合设备的仿真结果和生产价值。通过计算流体动力学(CFD)和离散单元法(DEM)的耦合模拟,研究了切喷式沸腾混合机中的颗粒行为和混合效果。文章重点分析了鱼鳞板在优化气流分布和增强湍流强度方面的作用。结果表明:鱼鳞孔在开口宽度为21 mm、高度为3.0 mm、开孔率在8.4%时,设备内部混合流场最佳,优化后的切喷式沸腾混合机在较大程度减少颗粒混合死区,以提升混合动力学行为,可以在短时间内将混合均匀度提升至80%以上。 展开更多
关键词 沸腾混合机 cfd-DEM耦合模拟 鱼鳞板 切喷风口 饲料颗粒
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基于CFD-PBM的水池管道衔接段气泡运动特性分析
17
作者 皮志达 刘跃飞 +1 位作者 舒永东 姜劲 《水力发电》 2026年第3期51-55,115,共6页
为研究输水系统水池管道衔接段中的气泡运动特性,在模型实验的基础上,基于计算流体力学(CFD)及群体平衡模型(PBM),对水池管道衔接段速度场及不同直径的气泡运动特性进行了数值模拟。结果表明:水池内靠近管道进口上沿存在向下速度大于0.6... 为研究输水系统水池管道衔接段中的气泡运动特性,在模型实验的基础上,基于计算流体力学(CFD)及群体平衡模型(PBM),对水池管道衔接段速度场及不同直径的气泡运动特性进行了数值模拟。结果表明:水池内靠近管道进口上沿存在向下速度大于0.6 m/s的高速区,气泡由高速区进入管道,并在管道进口上部漩涡区的作用下形成滞留气团;气泡的运动发展过程中伴随着大量的气泡聚并过程,管道滞留气团中大直径气泡占比更高;影响管道进口滞留气团形成的主要因素是管道流速,流速越大,滞留气团越容易形成。 展开更多
关键词 管道 气泡运动 cfd PBM 滞留气团
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基于CFD的埋地掺氢天然气管道泄漏扩散特性研究
18
作者 卜凡熙 冷春苗 +3 位作者 黄作男 王文煜 高欣琪 王志华 《管道保护》 2026年第2期70-82,共13页
氢气在缓解化石能源短缺和促进新能源转型过程中扮演重要角色的同时,其储存和运输面临着新的挑战。本文采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟的方法对比了掺氢前后埋地天然气管道泄漏流场分布规律,基于正交试验... 氢气在缓解化石能源短缺和促进新能源转型过程中扮演重要角色的同时,其储存和运输面临着新的挑战。本文采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟的方法对比了掺氢前后埋地天然气管道泄漏流场分布规律,基于正交试验设计多因素协同作用下的模拟方案,根据模拟结果采用最小二乘法和多元非线性回归理论建立了地面最高风险点气体浓度预测模型。结果表明:掺氢后会扩大气体在土壤中的压力、速度和浓度的分布范围,当掺氢比由0增加至30%,对应的爆炸危险区半径从1.523 m扩大至1.612 m,增加了5.8%。地面最高风险点气体浓度预测模型的最大误差为8.359%,平均误差为5.744%。本研究为埋地掺氢天然气管道泄漏事故风险评价和二次爆炸事故预防提供依据。 展开更多
关键词 掺氢天然气 埋地管道 泄漏扩散 cfd 预测模型
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基于CFD技术模拟庭院风环境景观优化设计研究
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作者 翟玉梅 张帼一 陈忠购 《现代园艺》 2026年第9期68-71,共4页
随着人居环境理念的深化发展,构建健康宜居空间已成为我国居住区建设的核心要务。庭院作为典型民居形态,其风环境优化对于提升户外微气候品质具有显著价值。景观绿化是庭院风环境优劣的主要影响因素,其在美化环境、净化空气、减尘降温... 随着人居环境理念的深化发展,构建健康宜居空间已成为我国居住区建设的核心要务。庭院作为典型民居形态,其风环境优化对于提升户外微气候品质具有显著价值。景观绿化是庭院风环境优劣的主要影响因素,其在美化环境、净化空气、减尘降温、促进自然通风方面起着关键作用。本研究聚焦乔木高度、冠幅及布局等特征对风场的影响机制,采用CFD数值模拟与现场实测相结合的方法,系统评估住区风环境现存问题,建立景观要素与风场响应的关联模型,通过提出绿化布局的优化策略,对比分析优化前后风环境效应,以期为庭院绿化的理性设计提供理论依据与参考。 展开更多
关键词 cfd技术 数值模拟 庭院风环境 植被布局优化
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熔池熔炼炉内浸没式顶吹喷枪冷却优化CFD数值模拟
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作者 刘天才 赵明 +5 位作者 马萍 潘玉华 宋琛 李森 谢增亮 田斌 《中国冶金》 北大核心 2026年第1期78-92,共15页
基于计算流体力学(CFD)数值模拟手段,针对缩小尺寸的实验室3套管TSL(浸没式顶吹)熔炼喷枪,研究了设计和操作参数对其在1450~1550℃高温环境下熔炼冶金固体废弃物时的冷却效果。冶炼温度控制在1180℃以上时可防止磁铁从熔体中冷凝析出,... 基于计算流体力学(CFD)数值模拟手段,针对缩小尺寸的实验室3套管TSL(浸没式顶吹)熔炼喷枪,研究了设计和操作参数对其在1450~1550℃高温环境下熔炼冶金固体废弃物时的冷却效果。冶炼温度控制在1180℃以上时可防止磁铁从熔体中冷凝析出,也能有效避免熔体黏度增加产生泡沫渣的风险,但熔体温度过高会加速喷枪烧损,所以将喷枪温度控制在1180~1220℃之间能更好地延长喷枪的使用寿命。研究通过调节喷枪冷却剂管隙宽度、冷却剂流速、燃料旋转流速以及炉温以达到降低喷枪外管壁温度的目的。数值模拟结果表明,在所研究的参数范围内,冷却剂流速为65 m/s,冷却剂管隙宽度分别为0.50、0.75和1.00 mm时,喷枪外管壁最高温度分别降低至1276、1188、1193℃,其中0.75 mm管隙比0.50和1.00 mm管隙的喷枪降温更均匀、平稳。当冷却剂管隙为0.75 mm、冷却剂流速为45~65 m/s时,结果显示冷却剂流速为65 m/s时可使熔炉内喷枪管壁外表面的最高温度降低至1188℃,并且喷枪上5个监测点的温度值也普遍低于其他工作条件下的数值。燃料旋转流速分别为0、0.1和0.3 m/s时,喷枪外壁表面的平均温度分别为1008、1009、1009℃左右,燃料旋转流速改变不明显时对喷枪的冷却效果影响甚微。研究结果表明,冷却剂管隙和冷却剂流速分别为0.75 mm和65 m/s、炉温为1500℃时,喷枪外管壁表面最高温度可降低至1188℃,冷却效果最好,具备在熔炼冶金固体废弃物过程中所处高温环境里稳定工作的潜力。结果可为TSL熔炼技术喷枪的设计提供计算依据。 展开更多
关键词 TSL熔炼技术 喷枪冷却 cfd数值模拟 燃烧 传热
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