一种列车用V型百叶窗气粒分离特性的数值模拟

摘要

该文首先综述了CFD技术的发展,其中主要是介绍了多相流(主要是气粒两相流)的研究方法和研究中广泛使用的多相流模型;并介绍了CFD技术在暖通空调领域中的主要应用方面.通过对单个颗粒的受力分析,并应用量级比较,结合目前不同学者的最新研究成果,对颗粒在本课题研究条件下,做了取舍,建立了单颗粒的受力模型.根据过滤器的实际使用的情况,对气相流的模拟采用k-ε模型,对颗粒相的模拟则采用了无滑移模型,从而模拟一种V型百叶窗的气粒分离特性.采用控制体积法对气粒多相流的控制方程进行离散,对流项为二阶迎风格式,应用SIMPLE算法进行求解;其中还采用了一种处理格栅障碍物的新方法——

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英文文摘

主要符号表

第一章绪论

1.1 CFD的发展及在暖通空调领域的应用

1.2课题的提出

第二章数学模型

2.1湍流时均流动的控制微分方程

2.2单流体模型(无滑移模型)

2.3控制方程组的无因次化

第三章数值模拟的基本方法

3.1计算区域的前处理

3.2控制微分方程的离散化

3.3差分方程的建立

3.4多个变量联立方程组的求解

第四章单个颗粒的受力分析

4.1作用在颗粒上的力

4.2颗粒受力的量级比较

4.3阻力系数

4.4影响阻力系数的因素

4.5气体-颗粒压强和状态方程

第五章边界条件的处理

5.1来流面的边界条件

5.2出流面的边界条件

5.3固体壁面的边界条件

5.4计算区域内固体障碍物的边界处理

5.5颗粒的边界处理

第六章试验测试与数值模拟结果及分析

6.1气相模拟结果

6.2粉尘颗粒的浓度场

6.3试验测试

6.4模拟结果与试验结果比较

结论及展望

致谢

参考文献

附录(作者在攻读硕士研究生期间发表论文目录)