蒋潇
,
贺铸
,
高标
,
蔡辉
,
刘春欢
,
许志安
,
祝鑫阳
机械工程材料
通过有限元模拟方法,用ANSYS软件建立了4种中空玻璃珠随机分布的中空玻璃珠(HGB)/环氧树脂复合材料的数学模型,计算得到了复合材料常温下的导热系数,并与文献中的试验结果进行了对比.结果表明:HGB的热绝缘效果非常显著,随着HGB体积分数增大,HGB/环氧树脂复合材料的导热系数线性减小,模拟结果与文献中的试验结果相符,证明了模拟结果的准确性.
关键词:
中空玻璃珠/环氧树脂复合材料
,
导热系数
,
有限元法
刘双
,
贺铸
,
蔡辉
,
王强
,
李宝宽
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140291
为研究工艺参数对电渣重熔过程的影响,建立了能够考虑电磁现象并耦合动量和热量传输的三维瞬态数学模型,运用商业软件Fluent进行了模拟研究,计算值与测量值吻合较好.模拟结果表明:在极间距相同的2种工况下,监测点的电流密度值基本相同,说明当渣池深度变化时,可以通过调节电极浸入深度,以符合设定的操作制度.电势降主要发生在渣池区域,渣金界面处的电压仅为0.1V;焦耳热最大值出现在电极端角与渣池接触区域,最小值出现在渣金界面;电磁力最大值出现在电极边角附近,随着纵向深度增加,轴向分量越来越小.极间距为20 mm时,电极端角与渣池接触区域的速度和温度均出现最大值,金属熔池深度也最大,其大小分别为0.045 m/s,2 250 K,41.5 mm.
关键词:
工艺参数
,
数值模拟
,
电渣重熔
,
极间距
,
金属熔池
易超
,
刘亚明
,
贺铸
,
柳朝晖
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用DNS方法，对惯性颗粒所见各向同性湍流中具有平均标量梯度的被动标量场统计特性进行了研究。结果表明：惯性对颗粒温度脉动强度，两相温度关联，自相关特性以及颗粒热流与两相交叉热流的统计特性具有明显的影响。在PDF方法的框架下，系统地推导了非等温气固两相流的PDF方程，且基于朗之万随机体系对方程进行了封闭，并利用前面的DNS结果对相关标量模型进行了检验，结果表明，在颗粒所见流体温度的模型中，采用颗粒所见流体温度的拉氏时间积分尺度作为模型输入参数较采用流场的耗散时间和Kolmogorov常数作为输入参数更接近DNS的结果。
关键词:
被动标量
,
惯性颗粒
,
非等温气固两相流
,
直接数值模拟
,
PDF方法
刘亚明
,
柳朝晖
,
王子国
,
贺铸
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用直接数值模拟方法,在具有平均标量梯度的各向同性湍流中,研究被动标量的小尺度结构特性及其与湍流场中应变与涡量的关系.对欧拉统计量及拉格朗日统计量的统计表明:标量耗散的形成主要是由于标量梯度同流场的应变张量压缩主轴耦合的结果,而涡量对标量梯度的形成只有较弱的影响,然而它可以间接影响大强度标量耗散的产生.强标量耗散的细微片状结构的形成时间尺度大约为10倍Kolmogrov时间尺度;在形成强标量梯度的细微片状结构过程中,应变强度随标量梯度同步增大,而涡量则先减小后增大,并在5倍Kolmogorov时间尺度时达到最大.
关键词:
均匀各向同性湍流
,
直接数值模拟
,
标量耗散率
,
应变张量
,
涡量
刘亚明
,
柳朝晖
,
贺铸
,
郑楚光
工程热物理学报
采用直接数值模拟方法,对具有平均标量梯度的被动标量场在稳定、均匀各向同性湍流中的统计特性进行了研究(计算Reλ为25和48,Pr数从0.3到4.0).模拟结果表明:标量的概率密度函数是高斯分布的;标量耗散率的概率分布是不对称性的,在它的左枝还存在明显的拖尾现象,并非对数正态分布;在Re数相同的情况下,随着Pr数的增加,沿着平均标量梯度方向上的标量梯度其概率分布的偏斜度是减少的,反映出回归各向同性的趋势,而且在以涡量为条件的标量梯度的偏斜度变化曲线中发现涡量影响的饱和现象,我们认为这是由于涡量通过对标量场小尺度结构进行旋转作用来影响标量场的结果.
关键词:
被动标量
,
均匀各向同性湍流
,
直接数值模拟
贺铸
,
柳朝晖
,
刘亚明
,
郑楚光
工程热物理学报
本文对非等温气固两相各向同性湍流中颗粒及颗粒所见流体温度的统计行为进行了直接数值模拟研究,系统地讨论了颗粒惯性的影响.对于τp/τk＜1的颗粒,其温度脉动随惯性增大而减弱;对于τp/τk＞1的颗粒,其趋势相反.颗粒及颗粒所见流体温度的自相关都随颗粒惯性的增加而减弱,而且随颗粒惯性的增加,颗粒所见流体温度的自相关比颗粒自身温度的自关联下降得快.
关键词:
直接数值模拟
,
非等温气固两相湍流
,
温度统计
刘亚明
,
柳朝晖
,
贺铸
,
韩海锋
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用直接数值模拟的方法,研究了颗粒惯性对均匀各向同性湍流场中被动标量混合特性的影响.结果表明:与无颗粒算例相比,Tp/Tk<1的小颗粒,增大了标量脉动在高波数上的能量,增强了标量耗散率,标量耗散率最大高出了25%;Tp/Tk>1的大颗粒,在初期显著削弱了标量脉动强度,同时也加快了标量耗散率的衰减,标量脉动强度降低了约15%,标量耗散减少了约5%;而Tp/Tk=1的临界颗粒,对标量场混合的影响较弱,标量脉动强度和标量耗散偏差在5%以内;此外,随着颗粒惯性的增大,标量耗散率的概率密度函数向左平移,但分布特征的改变并不显著.
关键词:
直接数值模拟
,
气固两相流
,
被动标量
柳朝晖
,
贺铸
,
李瑞霞
,
郑楚光
工程热物理学报
本文通过直接数值模拟对均匀各向同性湍流中颗粒对湍流的变动作用进行了研究.颗粒相的体积分数很小而质量载荷足够大,以至于颗粒之间的相互作用可以忽略不计,而重点考虑颗粒与湍流间能量的交换.颗粒对湍流的反向作用使得湍动能的耗散率增强,以至于湍动能的衰减速率增大.湍动能的衰减速率随颗粒惯性的增大而增大.三维湍动能谱显示,颗粒对湍动能的影响在不同的尺度上是不均匀的.在低波数段,流体带动颗粒,而高波数段则相反.
关键词:
直接数值模拟
,
湍流变动
,
两向耦合
王珺
,
李光强
,
杨雪萍
,
贺铸
,
李宝宽
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140136
利用XRF和XRD技术分析了电渣重熔过程中不同时间所取渣样的化学成分和物相结构.XRF分析得到电渣重熔过程中渣中Al2O3、CaF2、CaO、SiO2、FeO等成分含量随熔炼时间的动态变化.XRD分析表明:凝固的渣中存在11CaO·7Al2O3·CaF2、12CaO·7Al2O3、CaSiO3等高熔点物质,导致炉渣性质发生变化.根据熔渣化学成分,参考CaF2-CaO-Al2O3渣系的等电导率图和等黏度图,得到了电渣的比电阻和黏度随冶炼时间的变化情况.采用炉渣结构共存理论建立了温度为1 923和1973K时与渣中Al2O3平衡的钢液中[A1]-[O]平衡关系图.计算结果显示,针对实验研究的钢种,当钢中酸溶铝含量ω[Al]s在0.0001％～1％范围内时,钢液中溶解氧含量随着ω [A1]s的增加先减小后增大,当钢中ω[A1]s达到0.25％时,钢液中ω[O]最小.在实验条件下,因渣成分变化导致的钢中ω[o]的波动范围是0.25×10-6～0.48×10-6.
关键词:
电渣重熔
,
渣
,
成分
,
炉渣结构共存理论
,
溶解氧
王保文
,
郑瑛
,
贺铸
,
宋侃
,
郑楚光
工程热物理学报
钙基吸收剂煅烧-碳酸化循环法(CCRs)是一种新兴的分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2的方法.CaO与CO2碳酸化反应对于CCRs法的应用起着非常重要的作用.本文采用随机孔隙模型(RPM)对CaO与CO2碳酸化反应过程进行了研究,结果表明,适当提高CaO与CO2碳酸化反应的温度和系统压力,增加CaO吸收剂的初始孔隙率、优化CaO的初始比表面积等措施能够有效提高CaO碳酸化转化率和对CO2的吸收容量.
关键词:
煤燃烧
,
CO2分离
,
CaO碳酸化反应
,
数值模拟
,
随机孔隙模型(RPM)
