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CFD辅助的柴油加氢裂解反应过程分子水平模拟
1
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CFD-DEM耦合仿真的气吸式核桃定向摆放装置的设计与试验
2
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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融合案例讨论和CFD技术的“流体力学”课程教学实践探讨
3
作者 林星箭 陈誉 《科技风》 2026年第2期107-109,共3页
针对“流体力学”课程学习难度大和教学效果欠佳等问题,本文探讨了融合案例讨论和CFD技术的“流体力学”课程教学实践,通过引入与知识点相关的具体案例并组织学生分组讨论的方式来提高学生的学习兴趣和课堂参与度。另外,利用CFD技术将... 针对“流体力学”课程学习难度大和教学效果欠佳等问题,本文探讨了融合案例讨论和CFD技术的“流体力学”课程教学实践,通过引入与知识点相关的具体案例并组织学生分组讨论的方式来提高学生的学习兴趣和课堂参与度。另外,利用CFD技术将知识点可视化讲解,从而提升学生对知识点的深度理解。在此过程中,可以很好地锻炼学生的系统思维能力和协调合作能力,有效地提高课堂教学效果。本文结合圆柱绕流案例详细探讨了教学实践的实施过程,为流体力学课程的教学改革提供了一定的参考。 展开更多
关键词 案例讨论 cfd技术 教学实践
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基于CFD-DEM的斜面平台对下降管内混合颗粒流动的影响 被引量：1
4
作者 孙雪峰 张德俐 +5 位作者 刘浩 高豪磊 马瑞 王芳 金德禄 易维明 《农业工程学报》 北大核心 2025年第5期240-249,共10页
为改善生物质热解过程中混合颗粒在下降管热解反应器内部流动时生物质颗粒扰动较小、混合不充分的问题,该研究探讨了管内斜面平台对陶瓷球和生物质颗粒流动的影响。以斜面平台的位置、倾斜角度和高度为试验因素,以生物质颗粒管内离散度... 为改善生物质热解过程中混合颗粒在下降管热解反应器内部流动时生物质颗粒扰动较小、混合不充分的问题,该研究探讨了管内斜面平台对陶瓷球和生物质颗粒流动的影响。以斜面平台的位置、倾斜角度和高度为试验因素,以生物质颗粒管内离散度为评判标准,通过计算流体力学与离散元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)耦合仿真对混合颗粒流动过程进行模拟,并利用粒子图像测速技术进行了验证。结果表明,斜面平台高度对生物质颗粒离散度影响最大,其次为位置和角度,最佳工作参数为斜面平台底部距下降管拐角处245 mm,高度为27 mm,角度为149°,相较于无斜面平台工况,生物质颗粒离散度提高了50.24%,进而提升了混合颗粒的混合程度。斜面平台的引入使得下降管内生物质颗粒和陶瓷球的轴向平均速度分别降低了14.38%和11.43%,平均停留时间分别升高了20.00%和5.75%,改变了无斜面平台时混合颗粒的向心流动特性,表现为抛物线形流动特性,打破了上疏下密的分布状态,使混合颗粒偏析降低,混合更为均匀。该研究结果能够为下降管式生物质热解反应器的设计与优化提供一定支持,有利于生物质快速热解技术的发展。 展开更多
关键词 生物质 下降管 计算机仿真 cfd-DEM 气固两相流
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基于CFD的LNG水上泄漏后果计算模型的有效性评价 被引量：1
5
作者 谢澄 孙兰心 +3 位作者 郝国柱 汪瑞 朱明昌 黄立文 《中国航海》 北大核心 2025年第2期118-126,共9页
随着国家“双碳”目标下内河液化天然气(LNG)燃料在能源结构中的占比不断提高,LNG水上泄漏后果成为其推广营运过程中首要考虑的风险因素。已有研究对LNG地面泄漏模型的有效性进行验证,然而与地面相比,水面与LNG之间存在剧烈的热交换过程... 随着国家“双碳”目标下内河液化天然气(LNG)燃料在能源结构中的占比不断提高,LNG水上泄漏后果成为其推广营运过程中首要考虑的风险因素。已有研究对LNG地面泄漏模型的有效性进行验证,然而与地面相比,水面与LNG之间存在剧烈的热交换过程,其对LNG泄漏后果的影响不可忽略。在已有研究成果的基础上,提出LNG水上泄漏水面传热模拟方法,耦合多相流模型、湍流扩散模型和燃烧模型等,利用大型LNG水上泄漏试验Falcon-1号试验和Phoenix-1号试验数据,引入相对偏差(FB)、几何平均偏差(MG)、几何平均方差(VG)、相对均方误差(MRSE)、归一化的均方误差(NMSE)和FAC2等统计学参数作为定量评价指标,对LNG水上泄漏后果计算模型进行有效性验证。结果表明:基于LNG水上泄漏水面传热模拟方法对LNG水上泄漏扩散和燃烧后果进行模拟时,各定量评价统计指标的取值均能满足模型有效性评价标准的要求,该模型未来可有效应用于LNG水上泄漏后果仿真模拟中,对LNG燃料内河营运相关政策的制定和其安全保障也具有重要的意义。 展开更多
关键词 液化天然气水上泄漏 液化天然气试验 计算流体动力学模型 统计偏差分析 有效性评价
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一种基于CFD的新型水动力节能技术开发及应用研究
6
作者 于海 马翔 +2 位作者 相洪川 张越峰 王金宝 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第3期474-479,共6页
提高能效是船舶节能减排的关键。水动力节能技术以其成熟可靠、无需额外提供能量等优点备受青睐。为了研制节能效果更好的装置,中国船舶及海洋工程设计研究院基于CFD技术开发了一种更加高效的水动力节能装置-螺旋线型导管鳍,并应用于瑞... 提高能效是船舶节能减排的关键。水动力节能技术以其成熟可靠、无需额外提供能量等优点备受青睐。为了研制节能效果更好的装置,中国船舶及海洋工程设计研究院基于CFD技术开发了一种更加高效的水动力节能装置-螺旋线型导管鳍,并应用于瑞宁航运有限公司运营的“瑞宁21”轮。该文详细介绍了一种基于CFD能够精准适应流场变化的螺旋线型导管鳍设计方法及设计过程,并通过模型试验和实船运营效果跟踪分析,验证了该装置的节能效果。 展开更多
关键词 螺旋线型导管鳍 设计方法 cfd方法 模型试验 实船运营效果
原文传递
基于CFD数值仿真的延迟型高度阀稳态性能 被引量：2
7
作者 艾佳 蔡一庆 +3 位作者 王瓅楠 范学京 李罡 付翔 《船舶工程》 北大核心 2025年第5期48-54,共7页
[目的]船舶空气弹簧隔振系统需保证设备与管路等附属结构的相对位移在一定范围,以避免受到外界冲击时出现系统级的损伤。目前主要采用机械式限位装置实现极限位置控制,灵活性差。高度调节阀通过感知对象相对位移变化,主动对空气弹簧充... [目的]船舶空气弹簧隔振系统需保证设备与管路等附属结构的相对位移在一定范围,以避免受到外界冲击时出现系统级的损伤。目前主要采用机械式限位装置实现极限位置控制,灵活性差。高度调节阀通过感知对象相对位移变化,主动对空气弹簧充放气实现负载位置的稳定调节,由于灵活性强、可靠性高,在轨道车辆中已广泛应用。[方法]利用计算流体动力学(CFD)技术建立延迟型高度阀高精度仿真模型,探究不同参数下阀门的稳态流量响应特征;通过正交试验方法,建立阀门设计参数与性能之间的映射关系。[结果]结果表明:阀门流量随前后压差呈线性增长,而随环境温度呈单调下降趋势;在阀门开度为0~5%,输出流量急剧增加,后趋于稳定。进一步分析发现,阀门前后压差对输出流量的影响最大,环境温度影响次之,阀门开度影响最小。[结论]研究结果为延迟型高度阀在船舶空气弹簧隔振系统的拓展应用提供了自主化和正向设计依据。 展开更多
关键词 延迟型高度阀 计算流体力学 数值仿真 稳态性能 正交试验
原文传递
基于CFD仿真模拟的工业建筑室内风环境研究——以黄石市华新水泥厂为例 被引量：2
8
作者 陈铭 周小博 向文静 《城市建筑》 2025年第3期169-174,共6页
随着众多工业园区搬迁、废弃,关于工业旧址的建筑改造升级成为当下热点。众多研究表明改善建筑室内风环境能够有效降低建筑能耗,提高人体舒适度,提升建筑品质。文章通过CFD仿真模拟,模拟华新水泥厂内部风环境情形,并分析在夏季工况下,1.... 随着众多工业园区搬迁、废弃,关于工业旧址的建筑改造升级成为当下热点。众多研究表明改善建筑室内风环境能够有效降低建筑能耗,提高人体舒适度,提升建筑品质。文章通过CFD仿真模拟,模拟华新水泥厂内部风环境情形,并分析在夏季工况下,1.5 m高度时四种内部空间形式的建筑方案室内风环境情况,并选定最佳形式,为今后在工业建筑室内风环境研究设计方面提供一些思路。 展开更多
关键词 室内改造 工业建筑 cfd仿真模拟 建筑室内风环境
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基于CFD-DEM耦合的膨化颗粒饲料气力输送机理数值分析 被引量：1
9
作者 王昱 刘佳豪 +4 位作者 罗毅智 周星星 欧一志 齐海军 袁余 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期180-189,199,共11页
气力输送是水产饲喂的主要方式之一,然而目前气力输送过程中颗粒运动机理尚不清晰,以致气力输送系统的作业效率难以提升。本文以膨化颗粒饲料为对象,采用CFD-DEM气固耦合数值分析方法,构建双弯管颗粒饲料气力输送过程的数值分析模型,采... 气力输送是水产饲喂的主要方式之一,然而目前气力输送过程中颗粒运动机理尚不清晰,以致气力输送系统的作业效率难以提升。本文以膨化颗粒饲料为对象,采用CFD-DEM气固耦合数值分析方法,构建双弯管颗粒饲料气力输送过程的数值分析模型,采用Box-Behnken响应曲面法量化分析喂料速率、入口风速、弯管数对颗粒饲料料气输送比、出口速度和悬浮程度的影响。方差分析结果显示:喂料速率显著影响料气输送比。各因素对颗粒饲料末端速度影响由强到弱为入口风速、弯管数、喂料速率,各因素对颗粒饲料悬浮程度影响由强到弱为入口风速、喂料速率、弯管数。入口风速与颗粒的出口速度和颗粒在竖直方向的坐标、标准差成正比,当喂料速率小于35 g/s时入口风速对料气输送比无显著影响。随着入口风速提高,颗粒的出口速度提高,颗粒悬浮程度上升,表明气力输送系统的输送性能增强。当入口风速为20 m/s、喂料速率为27.232/s、无弯管时,料气输送比为0.966,颗粒出口速度为12.48 m/s,竖直方向坐标为-3.944 mm,标准差为8.805 mm。研究结果为提升气力输送系统的效率和优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 颗粒饲料 气力输送 cfd-DEM耦合 数值分析
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基于实验和CFD仿真模拟的化工风机叶轮失效机制研究
10
作者 孙建芳 陈勇 +4 位作者 李吉 杨鹏飞 周胜军 蔡嘉吉 苏峰华 《表面技术》 北大核心 2025年第12期114-123,共10页
目的分析烷基化废酸处理系统中风机叶轮的失效特征和失效位置分布并研究其失效机理。方法采用理化检验分别对失效叶轮和腐蚀物进行微观形貌检测、元素分析、化学结构和物相分析,最后选用VOF模型且以过程气为主相、硫酸为次相,利用Fluen... 目的分析烷基化废酸处理系统中风机叶轮的失效特征和失效位置分布并研究其失效机理。方法采用理化检验分别对失效叶轮和腐蚀物进行微观形貌检测、元素分析、化学结构和物相分析,最后选用VOF模型且以过程气为主相、硫酸为次相,利用Fluent软件进行计算,流体动力学(CFD)仿真分析风机叶轮内部流场对叶轮失效的影响。结果风机叶轮化学成分符合相关标准,金相组织无异常,叶轮的后轮盘及叶片的腐蚀比前轮盘腐蚀严重并有显著减薄现象,叶轮基体在硫酸的化学腐蚀作用下,主要腐蚀物为多种Fe、Cr和Ni的硫酸盐,包括FeSO_(4)·H_(2)O、NiSO_(4)·H_(2)O和Cr_(2)(SO_(4))_(3)等,CFD仿真结果表明,流体在叶轮中速度和压力的不均匀分布导致流体的不稳定流动和腐蚀介质积聚,从而加剧叶轮腐蚀;腐蚀介质硫酸主要集中在后轮盘、叶片压力面外缘及吸力面靠近后轮盘的区域,硫酸体积分数最大值为3.22%。由于流体速度变化和腐蚀介质的不稳定流动,靠近叶轮中心的叶片吸力面和后轮盘中心位置的剪切应力较大。结论过程气在化工风机叶轮高速旋转时形成了产品酸,且破坏了叶轮基体表面钝化膜,在流体腐蚀与冲刷的交互作用下,叶轮减薄直至穿孔失效。研究为分析风机叶轮的失效行为和提高其服役寿命提供了依据。 展开更多
关键词 化工风机叶轮 理化检验 cfd仿真 腐蚀
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椭圆形织构化表面润滑性能的试验研究及三维CFD分析
11
作者 季彬彬 陈娟 +2 位作者 曾良才 湛从昌 杨玉萍 《润滑与密封》 北大核心 2025年第2期66-71,共6页
流体动压润滑状态下,表面织构排列方式和工况参数是织构化表面润滑性能的重要影响因素。研究典型的椭圆形织构的排列方式和工况参数影响表面油膜承载特性的机制。针对4组转速、3种润滑介质黏度以及3种椭圆形织构排列方式,对富油润滑条... 流体动压润滑状态下,表面织构排列方式和工况参数是织构化表面润滑性能的重要影响因素。研究典型的椭圆形织构的排列方式和工况参数影响表面油膜承载特性的机制。针对4组转速、3种润滑介质黏度以及3种椭圆形织构排列方式,对富油润滑条件下面-面模式的润滑膜承载能力变化规律进行实验研究,同时建立考虑空化效应的三维CFD计算模型,对油膜承载力、织构内部压力和流体速度的变化情况进行模拟分析。结果表明:椭圆形织构化表面具有良好的动压承载性能,转速和黏度的增加有利于形成流体动压力,但过高的转速和黏度会增大局部涡流,进而抑制动压润滑;通过合理布置椭圆形织构的排列方式能够影响流体的流向,形成汇流作用进一步提高动压承载能力,改善表面润滑性能。 展开更多
关键词 椭圆形织构 织构排列方式 油膜承载力 三维cfd 润滑介质黏度
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庆阳北石窟寺风驱雨崖面潮湿分布的CFD模拟研究
12
作者 孟祥武 王永昊 +1 位作者 裴强强 韩增阳 《文物保护与考古科学》 北大核心 2025年第5期149-156,共8页
近些年,庆阳北石窟崖体受降水侵蚀、洞窟渗水等问题频发,严重威胁着北石窟寺石窟文物本体的安全保存。其中,风驱雨作为北石窟主要的水害因素之一,对其崖面潮湿分布情况亟待揭示。通过庆阳北石窟计算流体力学(CFD)风驱雨模拟,以石窟崖面... 近些年,庆阳北石窟崖体受降水侵蚀、洞窟渗水等问题频发,严重威胁着北石窟寺石窟文物本体的安全保存。其中,风驱雨作为北石窟主要的水害因素之一,对其崖面潮湿分布情况亟待揭示。通过庆阳北石窟计算流体力学(CFD)风驱雨模拟,以石窟崖面潮湿占比作为评价指标,评估了现有临时防雨棚对北石窟风驱雨有显著的遮蔽作用;同时探究了在不同高度、不同悬挑距离以及不同降雨强度下的崖面潮湿分布与占比情况。分析结果表明:当悬挑距离为2 m时,可以对崖面部分区域产生较为理想的遮蔽效果;当悬挑距离为3~4 m时,可以对崖面整体区域起到更为理想的遮蔽效果。研究表明,通过调整崖面的悬挑距离,可以有效改善北石窟崖面的潮湿状况,建议在设计和实施保护措施时,充分考虑悬挑距离和高度,以实现对石窟崖面的最佳保护效果。 展开更多
关键词 风驱雨 北石窟寺 cfd 潮湿分布 潮湿占比
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基于CFD的风暖浴霸多翼离心风机蜗壳结构优化 被引量：1
13
作者 沈春根 林传生 +2 位作者 刘江 胡尊豪 郭二廓 《暖通空调》 2025年第2期106-112,共7页
以某型号的风暖浴霸内部的多翼离心风机整体结构为研究对象,利用Fluent对原型风机进行了模拟分析和结构优化,结果显示模拟结果与实测误差在5%以内,验证了采用CFD数值模拟方法优化多翼离心风机的可靠性。在上述研究基础上,设计了不同蜗... 以某型号的风暖浴霸内部的多翼离心风机整体结构为研究对象,利用Fluent对原型风机进行了模拟分析和结构优化,结果显示模拟结果与实测误差在5%以内,验证了采用CFD数值模拟方法优化多翼离心风机的可靠性。在上述研究基础上,设计了不同蜗壳宽度与轴向尺寸的模拟优化和实验测试方案,根据数值模拟结果分析了各方案的风机内部流动和气动性能,确定了最优蜗壳宽度为84 mm和最优尺寸组合为顶部间隙3 mm、底部间隙11 mm。数值模拟结果表明优化后的风机内部流场的速度明显提升。测试结果显示优化后的风机在设计工况下出口风量提升5.88%、全压效率提升7.91%,综合性能有所提升,为同类浴霸的结构优化和性能评价提供了明确的方法。 展开更多
关键词 浴霸 多翼离心风机 蜗壳宽度 轴向尺寸 cfd数值模拟 结构优化 性能测试
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基于CFD数值模拟的烧结矿环冷机烟罩结构优化
14
作者 吴畏 谢其湘 +2 位作者 牟登高 符扣锁 曾小军 《中国冶金》 北大核心 2025年第6期159-167,共9页
为缓解烧结矿环冷机在余热回收中存在的漏风和余热利用率低等问题,以某钢铁生产厂日产量11500t的环冷机系统为研究对象,设计了阶梯分段式自密封新型烟罩,对环冷机内抽风系统结构进行了优化。通过数值模拟对有无设计烟罩下系统流场分布... 为缓解烧结矿环冷机在余热回收中存在的漏风和余热利用率低等问题,以某钢铁生产厂日产量11500t的环冷机系统为研究对象,设计了阶梯分段式自密封新型烟罩,对环冷机内抽风系统结构进行了优化。通过数值模拟对有无设计烟罩下系统流场分布和温度提升等综合表现进行了分析。结果表明,环冷带有烟罩结构显著提高了冷热抽风口热烟气的温度,当抽口静压为500Pa时,冷、热抽风口烟气分别提高约46.8、2.5℃,有助于提升环冷机余热利用效率与可用能。与无烟罩结构系统相比,安装烟罩结构可明显减少环冷带热矿料入口的漏风量,当抽口静压为500Pa时,人口界面处漏风量减少约4.32×10^(4)m^(3)/h,显著提升了高温段热烟气温度品质。 展开更多
关键词 烧结 环冷机 余热利用 流场分布 漏气量 cfd数值模拟
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基于CFD的5×5单跨燃料组件热工水力可靠性设计优化
15
作者 张哲 吴天淏 +2 位作者 姜潮 金德升 王俊涛 《核动力工程》 北大核心 2025年第5期124-131,共8页
为探究燃料组件运行工况下热工水力不确定性参数对其安全性与经济性的影响,采用计算流体动力学(CFD)方法对5×5单跨燃料组件进行仿真模拟,并发展基于样本的迁移学习方法开展可靠性分析,从而高效地实现燃料组件可靠性设计优化。结果... 为探究燃料组件运行工况下热工水力不确定性参数对其安全性与经济性的影响,采用计算流体动力学(CFD)方法对5×5单跨燃料组件进行仿真模拟,并发展基于样本的迁移学习方法开展可靠性分析,从而高效地实现燃料组件可靠性设计优化。结果表明,在燃料棒总表面热流密度一定的情况下,通过优化入口流速以及热流密度的分布,燃料棒外表面最高温度降低了2.6℃,且在99%的概率下确保冷却剂温升大于2℃,压降小于4400 Pa。优化结果在保证经济效益的前提下提高了热工安全性,为燃料组件的优化设计提供了新的研究方法。 展开更多
关键词 核燃料组件 计算流体动力学(cfd) 可靠性设计优化
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基于CFD-DPM的宽粒度颗粒输送特性
16
作者 刘志军 刘俊霞 +1 位作者 李志义 魏炜 《化学工程》 北大核心 2025年第12期39-44,70,共7页
为解决海上钻屑因具有极宽粒度分布而面临的输送难题,采用CFD-DPM(计算流体力学-离散相模型)对宽粒度颗粒在水平管内的输送过程进行数值模拟,并深入探究粒度分布宽度、颗粒密度等对单位长度压降、颗粒速度及颗粒流态的影响。结果表明:... 为解决海上钻屑因具有极宽粒度分布而面临的输送难题,采用CFD-DPM(计算流体力学-离散相模型)对宽粒度颗粒在水平管内的输送过程进行数值模拟,并深入探究粒度分布宽度、颗粒密度等对单位长度压降、颗粒速度及颗粒流态的影响。结果表明:模拟结果与实验结果吻合度较高,其平均相对误差为7.6%。随着气速的增加,单位长度压降呈现先增加后减小的趋势,得到经济输送气速约为16 m/s。粒度分布变宽、密度降低导致管道内单位长度压降增加,而球形度和管径的增加则会导致单位长度压降减小,管径对单位长度压降的影响最大,在Re=1.27×10^(5)时,其数值平均变化幅度为36.37%。颗粒密度及球形度增加、粒度分布变宽导致颗粒速度减小,颗粒速度随着管径增加而增加。研究结果可为宽粒径分布颗粒的气力输送系统设计提供参考,并对提高输送效率有指导意义。 展开更多
关键词 气力输送 粒度分布 cfd-DPM 水平管 数值模拟
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基于CFD的太阳能再生器瞬/稳态模拟分析
17
作者 彭冬根 彭效 詹镇通 《可再生能源》 北大核心 2025年第6期755-763,共9页
为了开发更加节能、减排的空调系统,文章建立了太阳能溶液再生的物理、数学模型,对溶液再生过程的瞬态、稳态进行模拟并分析其传热、传质特性。数值模拟结果表明,再生传质主要发生于气液交界面,水分以对流扩散的形式传递到再生空气的主... 为了开发更加节能、减排的空调系统,文章建立了太阳能溶液再生的物理、数学模型,对溶液再生过程的瞬态、稳态进行模拟并分析其传热、传质特性。数值模拟结果表明,再生传质主要发生于气液交界面,水分以对流扩散的形式传递到再生空气的主流区。在溶液降膜初始阶段,当溶液温度较低时,可能会出现逆再生过程。在稳态的传热、传质研究中,以再生效率作为评价指标,探究各参数变化对装置再生性能的影响,其中空气、溶液温度的提升对装置再生性能具有积极影响;太阳辐射作为再生系统的能量来源,辐射量的增加可将再生效率提高近1.5倍;空气含湿量和溶液浓度的增加会造成再生性能的下降,最高可使再生效率降低80%。文章可为太阳能驱动溶液除湿系统在实际工程中的应用提供参考。 展开更多
关键词 cfd模拟 溶液除湿 太阳能 传热传质
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海底泥屑流对悬跨管线冲击力的CFD模拟
18
作者 张宇 曲仝 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期215-223,共9页
海底管线作为运输海底油气资源的重要通道,具有生产安装方便、运输距离远、运输效率高等优势,被广泛应用于海洋油气工程。使用计算流体动力学方法研究了海底泥屑流对悬跨高度为一倍管线直径状态下管线的冲击作用。通过在管线背冲击侧增... 海底管线作为运输海底油气资源的重要通道,具有生产安装方便、运输距离远、运输效率高等优势,被广泛应用于海洋油气工程。使用计算流体动力学方法研究了海底泥屑流对悬跨高度为一倍管线直径状态下管线的冲击作用。通过在管线背冲击侧增大加密网格区域的方法,铺捉到泥屑流冲击管线过程中涡流脱落现象,讨论了加密网格模型模拟嵌入阶段管线受力规律的必要性。数值模拟结果表明,加密网格模型可以更好地模拟雷诺数较大工况中管线的法向和竖向受力规律,具体表现为:对于管线法向受力,当雷诺数小于113.05时,管线法向受力峰值与初始冲击阶段峰值相同;当雷诺数大于113.05时,受涡流脱落影响,法向受力峰值出现在嵌入冲击阶段。对于管线竖向受力,在冲击过程中管线受力表现出一定的周期性,在模拟的雷诺数范围(21.89~317.08)内,管线竖向受力峰值均出现在嵌入冲击阶段;随着雷诺数的增大,管线竖向受力峰值最大可达初始阶段峰值5倍以上。基于计算数据,得到了不同雷诺数条件下法向受力峰值和竖向受力峰值受力系数计算表达式。研究得到的规律和公式对完整地评价泥屑流对海底管线的冲击过程具有重要价值。 展开更多
关键词 受力峰值 海底管线 海底滑坡 cfd模拟 竖向受力 漩涡脱落
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基于CFD-DEM的气送式稻麦兼用型高速播种机种子减速器设计与试验
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作者 臧英 张美林 +3 位作者 黄子顺 姜有聪 钱诚 王在满 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期222-234,共13页
针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结... 针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结构参数,基于单因素试验结果开展了Box-Behnken正交组合仿真试验,结果表明:最佳结构尺寸为圆筒直径D为82.352 mm,圆筒长度H_(t)为101.364 mm,排气口直径D_(P)为25.0002 mm,锥筒长度H_(z)为67.9025 mm,此时籼稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.212 m/s和0.462 m/s;粳稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.339 m/s和0.473 m/s;小麦种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.341 m/s和0.408 m/s。台架验证试验结果表明,在出种口处籼稻种子竖直速度为0.411 m/s,粳稻种子竖直速度为0.452 m/s,小麦种子竖直速度为0.457 m/s,与仿真试验结果较符合。条播性能台架试验结果表明,有种子减速器时排种成条效果明显优于无种子减速器情况,而且籼稻、粳稻和小麦排量均匀性变异系数分别由无种子减速器时41.61%、25%和37.84%依次降至9.10%、8.42%和8.49%,满足种子减速器性能要求。研究结果可为后续提高气送式稻麦兼用型播种机播种性能提供指导。 展开更多
关键词 高速播种机 稻麦兼用 种子减速器 cfd-DEM
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砂石振动风选的DEM-CFD耦合仿真
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作者 贺占蜀 丁赛飞 +1 位作者 陈江义 杨聪俐 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第12期190-193,199,共5页
为了将粒径跨度较大的砂石颗粒中的成品砂分离出来,而将粗砂和微粉分离出去,选用既能筛分粗砂又能风选微粉的振动风筛,并对砂石振动风选过程进行DEM-CFD耦合仿真,还分别探究进风口风速、抽风口风速以及振动频率对粗砂、成品砂筛分效率... 为了将粒径跨度较大的砂石颗粒中的成品砂分离出来,而将粗砂和微粉分离出去,选用既能筛分粗砂又能风选微粉的振动风筛,并对砂石振动风选过程进行DEM-CFD耦合仿真,还分别探究进风口风速、抽风口风速以及振动频率对粗砂、成品砂筛分效率与微粉分离效率的影响,并据此优化工艺参数。结果表明,随着进风口风速的增加,粗砂及成品砂的筛分效率逐渐增大;随着抽风口风速的增加,微粉的分离效率将增大并保持在100%;随着振动频率的增加,成品砂的筛分效率先增大后减小。本仿真方案中,最优工艺参数为进风口风速19m/s、抽风口风速6m/s、振动频率16Hz,此时粒径5mm以上的粗砂和(0~0.075)mm的微粉被100%完全分离,粒径(0.075~3)mm、(3~5)mm成品砂的筛分效率分别达到最大77.88、25.32%。 展开更多
关键词 振动风筛 DEM-cfd耦合 砂石筛分 风速 振动频率
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