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migration in a transverse flow through the uniaxial micro-structured fibrous media is developed in this work.A volume-of-fluid (VOF) method has been incorporated in the Eulerian frame to capture......
RH精炼过程中气液两相流动及混匀现象的模拟研究刘畅,李树森,张立峰北京科技大学冶金与生态工程学院摘 要:利用水模型与数值模拟相结合的方法,对Ruhrstahl-Heraeus(RH)精炼过程中的多相流体流动及混匀现象进行模拟研究.根据相似原理建立与实际210 t RH精炼装置几何相似比为1:5的水模型,采用粒子图像测速(PIV)技术获取水模型中心截面处流场分布.数值模拟采用多相流模型(VOF)和离散相模型(DPM)相耦合的计算方法,湍流模型分别选用k-e模型和大涡模拟(LES)模型.对比测量值与计算值,结果表明2种湍流模型均能较好地预测RH内流场分布;而采用LES模拟能够获得RH内瞬态的速度分布及漩涡的产生和耗散过程.测量并计算了水模型钢包内整体的混匀时间分布,结果表明上升管附近区域的混匀时间大于下降......
基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟高淑玲,魏德洲,崔宝玉,沈岩柏,黄秀挺东北大学资源与土木工程学院摘 要:为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型,VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响.结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度,流......
Ti-6Al-4V基体激光植入ZrO2颗粒工艺过程数值分析(英文)赵光喜,魏正英,杜军,魏培西安交通大学摘 要:为了提高Ti-6Al-4V合金零部件的表面强度及耐热性能,在利用激光熔化后的Ti-6Al-4V材料表面上植入ZrO2陶瓷颗粒.基于CFD计算方法建立了三维瞬态激光植入工艺过程数值分析模型并对部分实验结果进行了验证.该模型根据等效热效应对移动激光热源进行计算,利用VOF方法追踪流体的自由表面.考虑浮力,惯性力,粘性阻力对颗粒运动的影响分析了颗粒在熔池内的运动过程,对比分析了是否添加颗粒2种工况下熔池内的温度场与流场分布.结果表明,颗粒的进入使得熔池内温度场与流场重新分布,流体的流动和熔池的凝固使颗粒分布于不同位置.通过对每100μm深度上熔池不同位置处的颗粒数进行统计发现,熔池中颗粒数从表面到......
搅拌器内部三相流场特性模拟研究杜友花摘 要:针对搅拌器内部复杂湍流流场特性研究对提高其工作性能的重要意义,应用标准k-epsilon湍流模型,基于欧拉-欧拉法描述固-液-气三相流,并采用VOF模型捕捉气-液自由液面,离散相零方程模型解算颗粒运动行为,对容积为9L的实验室型搅拌器内部多相流场特性进行了模拟研究.研究结果表明,桶体挡板能有效防止漩涡产生,搅拌器内部流场呈上,下两循环分布,且下循环流速高于中,上部区域;流体运动速度与搅拌强度和正相关性,在较小粒径范围内,颗粒运动速度与其粒径呈正相关性,但其速度差异较小.小粒径颗粒体积分数分布相对较均匀,增大搅拌强度有助于提高颗粒分散性.搅拌器内部流场数值模拟研究可为提高搅拌器工作性能提供理论指导和技术依据.关键词:搅拌器;流体特征;数值模拟;多......
数值模拟喷射夹角对VIGA制粉雾化过程的影响郭快快,陈进,刘常升,陈岁元东北大学材料科学与工程学院摘 要:通过计算流体力学软件数值模拟和实验相结合的方法,以高温合金雾化过程中气,液,固三相的交互作用机制为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法的VOF(volume of fluid)多相流模型和DPM(discrete phase model)离散相方法,研究了喷射夹角对熔体主雾化和二次雾化过程TAB (Taylor analogy breakup)破碎过程和粒度分布的影响,并与同步实验结果进行了对比.研究结果表明,随着喷射夹角的增大,回流区面积逐渐减小.金属熔体的初次破碎形态呈"倒喷泉状→伞状",初次液滴的尺寸为0. 3~0. 9 mm.初次破碎液滴的气体韦伯数(We)为10~90,随喷射夹角的增大,粉末的......
电渣重熔过程渣/金界面行为的模拟李宝宽,王博东北大学材料与冶金学院摘 要:建立了电渣重熔体系下三维数学模型,以电渣重熔渣池,钢液为研究对象,利用Fluent商业软件,基于VOF多相流模型,对电渣重熔系统渣金两相流场进行模拟计算.计算结果表明:熔炼初期,金属电极采用薄膜熔化,从两端开始熔化并以小液滴的形式掉落,随着熔炼的进行,电极中部也开始产生小熔滴,最终在中心处形成一个大熔滴掉落,此后进入稳定熔炼期.对比不同电极端部形状,电极端部为圆头时比电极端部为平头时熔滴更容易在电极中心汇聚,渣金界面波动更大;对比不同电极插入深度,插入位置浅,熔滴通过渣层时间长,渣金界面波动更大;对比不同熔速,熔速为0.15 kg/s时,熔滴产生后,一滴一滴不连续掉落,这样熔滴可以与渣充分反应;加大熔速至0.20 kg/s时,可......
锌灰泵的设计与建模仿真分析姚舜1,时佳2,张悦2,宋锦春21. 宝钢股份公司冷轧厂2. 东北大学机械工程与自动化学院摘 要:针对热镀锌除渣困难的问题,上海宝钢公司设计了锌灰泵,旨在改善除渣条件,减少热镀锌过程中锌渣对钢板表面质量的影响.简述了锌灰泵制造与使用的意义,对锌灰泵进行了理论分析,基于气液两相流和湍流模型理论作数学建模,采用VOF模型作数值模拟,并对仿真结果进行分析,验证了锌灰泵利用虹吸原理实现清除锌渣的过程;并分析了锌灰泵在工作过程中内部流场的分布,发现锌灰泵出口喷出锌液锌渣速度受通入氮气的质量流量和压力的影响:当通入氮气流量较小时,锌液锌渣的喷出质量流量合理且喷溅范围较小;当通入氮气压力很大时,由于加速度的影响,使得出口处以氮气为主,因而喷出的锌液锌渣质量非常少,能量损失很大.通过分析得到......
氧煤燃烧熔分炉熔炼性能优化分析孔征,赵凯,师学峰,张巧荣,石焱,张晓华华北理工大学冶金与能源学院摘 要:以某公司研发的氧煤燃烧熔分炉为研究对象,基于VOF多相流模型和Realizable k-ε模型对熔分炉熔池区域气液两相流进行数值模拟计算.对标准工况下不同氧枪浸入深度,氧枪直径和氧枪倾斜角度对熔分炉熔炼性能的影响进行单因素变量,矩阵分析以及权重计算并最终达到优化熔池熔炼性能的目标,其中选取熔池平均速度,熔池平均湍动能和熔体气含率作为熔池区域熔炼性能的判断依据.根据试验结果并计算得出氧枪最优结构参数为:氧枪浸入深度70 mm,氧枪直径22 mm,氧枪倾斜角度22°,且各参数对熔分炉熔炼性能影响程度大小为:氧枪直径>氧枪倾斜角度>氧枪浸入深度.优化后的熔分炉工况平均搅拌速度提高9.13%,熔......
AB5型储氢合金初始放电容量与合金成分定量关系的神经网络分析何文涛1,刘淑梅1,由伟2,刘雅辉11. 上海工程技术大学材料工程学院2. 华北科技学院机电工程学院摘 要:为了研究AB5型储氢合金初始放电容量与合金成分间的关系,设计了径向基函数型人工神经网络模型.用"留一法"训练了模型,然后用训练好的神经网络模型预测了5个样本的初始放电容量,预测值和实验值在散点图中沿45°线分布,统计学指标为:均方误差(MSE)为6.063,相对均方误差(MSRE)为0.0262%,拟合分值(VOF)为1.934 5,说明人工神经网络预测的结果是准确,可靠的.最后用神经网络分析了AB5型储氢合金的合金成分对其初始放电容量的定量影响,结果表明:La,Nd含量对初始放电容量影响呈抛物线关系,初始放电容量存在一个极小值;Ce含......
