以气一固两相的动量、热量、物质守衡为基础,用多流体模型描述气体和颗粒两相的运动,用气相湍流模型和颗粒湍流代数模型分别描述气相和颗粒相的湍流特性,建立了高炉局部富氧喷煤直吹管内气-固两相流动及传热的数学模型.数值模拟了9种工况下的气相流场、温度场以及煤粉颗粒相的速度场、浓度场和温度场,并研究了富氧率、风温、固气比、插枪角度等喷吹参数对各种场量的影响.数值模拟结果与实测值符合良好

利用计算流体软件建立了土层扩孔喷嘴内部流场的三维数学模型.采用标准k-ε湍流模型模拟了喷嘴内部流场,并分析了喷嘴参数对流场速度分布、压力分布和出口速度的影响.结果表明,扩散角和扩散段长度对喷嘴内部流场影响较大,圆柱段长度的影响相对较小,但各参数都存在着最优值.计算结果与室内实验基本吻合,验证了喷嘴内流场分布与射流土层打击效果存在着内在联系

采用新型浇注料全组分流变仪,针对矾土基Al2O3-MgO质振动浇注料,测定了不同种类硅灰及其加入量、镁砂粉加入量、三聚磷酸钠加入量和不同粒度分布系数对流变性能的影响.研究结果表明:在振动条件下,全组分铝镁质振动浇注料具有Bingham流体的特征,并具有剪切稀化和正触变性.硅灰种类对浇注料的流变性有一定的影响.硅灰含量(质量分数3%~5%)对浇注料的流变性有较大影响,随着硅灰加入量的增大,浇注料的流变性逐渐变好.在实验的镁砂粉粒度下,镁砂粉含量(质量分数4%~12%)对浇注料的流变性影响较小.三聚磷酸钠加入量(质量分数0.13%~0.19%)对浇注料的流变性影响较大,随分散剂加入量的增加浇注料的流变性逐渐变好,在0.19%时又变差,最佳加入量为0.15%~0.17%.随粒度分布系数增大(0.23~0.31),浇注料所需的加水量逐渐降低,流变性逐渐变好,0.29以后变化不大.浇注料的流变性和流动性有较好的相关性.浇注料的流变性越好,流动性也越好

采用流化床和马弗炉,进行了流态化还原焙烧与静态堆积焙烧对比实验,前者还原焙烧时间和还原效率明显优于后者.以CO和N2分别作为还原气体和流体介质进行了流态化还原焙烧实验,考察焙烧温度、焙烧时间和还原气氛等对还原效率的影响.在焙烧温度800℃、焙烧时间3 min以及CO体积分数10%时,软锰矿中二氧化锰的还原效率大于97%.在此基础上导出了还原动力学方程,并证实还原过程由界面化学反应控制,求得表观活化能为38.817 kJ·mol-1

在专门设计的二维模型上对非等温流现象的形成条件进行了实验研究,定义了衡量非等温流动出现的准数,并给出了临界值,以用来判断中间包内温度差对钢水流动的影响程度．对中间包非等温流动的形成过程进行了数值模拟,并在40t中间包上做了生产现场的直接测量．结果表明,在正常生产条件下,中间包内流体流动是一个典型的非等温过程．

运用环境流体力学及传热学的相关理论,研究了水平巷道火灾烟流滚退规律,通过对滚退烟流与巷壁间的热交换过程分析,得出了滚退发生时烟流逆行距离的函数表达式,并对其进行简化以便于实际应用

为了掌握皮带运输巷道粉尘质量浓度的分布规律,获取通风除尘设计的合理参数,以西石门铁矿提升车间系统40#皮带运输平巷为研究背景,依据气固两相流理论,运用计算流体力学的离散相模型对皮带运输巷道粉尘质量浓度进行数值模拟,并与现场实测的粉尘质量浓度分布情况进行对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究表明,运用欧拉-拉格朗日法对皮带运输巷道粉尘质量浓度分布规律进行模拟是可行的.在通风除尘设计中,当巷道风速为3 m·s-1时,排尘效果最好,粉尘质量浓度整体保持在3 mg·m-3以下;皮带运输速度为2.5 m·s-1时粉尘质量浓度较低;定期进行壁面洒水也能在一定程度上实现降尘目标

应用商业化的流体模拟计算软件-PHOENICS开展了分级机转子中湍流流场的计算模拟工作,对分级机转子的单相三维旋转流场进行计算。转子内流场的分析应用旋转流场的理论,并且通过旋转流场理论来分析讨论数值计算结果

在多元泡沫复合驱油实验研究的基础上,通过对渗流机理、渗流规律的分析,根据质量传输流体力学、化学动力学、物质平衡原理和对泡沫上浮运动等机理的深入研究,建立了多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型.结合对泡沫流动机理和物理化学性质的实验研究,给出了相应的数学描述模型方程.数值模拟结果表明,该模型能较好地反映了渗流物理实质

利用计算流体动力学(CFD)和有限元数值模拟方法(FEM),研究了阻尼板数量和阻尼孔布置方式对集管管内流动和喷水强度分布的影响.对无阻尼板、一道阻尼板对称结构、两道阻尼板对称结构、一道阻尼板非对称结构等四种集管阻尼形式的喷水强度及其偏差进行了比较,两道阻尼板对称结构阻尼的集管喷水强度相对偏差最小