一、气泡羽流的数值模拟研究（论文文献综述）
王磊[1]（2021）在《压力强化臭氧氧化能力的研究》文中进行了进一步梳理传统开敞式臭氧投加产生的气泡直径大、水中停留时间短、整体利用效率低、氧化效果一般,国内外学者为强化臭氧的氧化能力研究的各种催化氧化方法起到一定强化效果。理论上,在压力条件进行臭氧曝气具有气泡直径小、停留时间长、臭氧与水接触面积大等优势。但臭氧加压存在技术瓶颈,主要是因为臭氧经现有压缩设备压缩后温度升高快、分解加剧、臭氧浓度下降快;此外臭氧氧化性超强,现有压缩设备在加压臭氧时很难坚持长期稳定工作。本文提出了压力强化臭氧氧化能力的概念,首先利用气液两相流理论,对臭氧曝气的主要参数进行了模拟优化,然后研制了一种水力循环臭氧加压氧化装置,既能将臭氧压力提高到0.4 Mpa,又能有效控制加压过程中臭氧温度上升,起到臭氧加压、浓缩的双重作用,利用新型实验装置,采用酸性红18模拟染料废水作为试验材料,验证了臭氧氧化能力在压力条件下能够得到强化。主要研究结果如下:（1）通过数值模拟,分析了曝气头和反应柱直径比（d/D）对曝气效果的影响。在相同曝气工况下,直径比较小时,气体上升速度快,气泡羽流主要集中在轴线上,影响范围小;直径比较大时,气体的上升速度较慢,影响范围扩大,但水体的紊动强度减小;在比较的几个比值范围内,直径比1/4时较为合适;在一定的曝气压力下,水深对曝气效果影响较大,水深占曝气压力水头3/4时效果较好,适当的水深可以起到延长臭氧停留时间,增加气泡扩散范围的作用。（2）研制了水力循环臭氧加压氧化装置。实验装置能将臭氧压力提高到0.4Mpa,又能有效控制加压过程中臭氧温度上升。试验表明,较低环境温度有利于臭氧的加压浓缩,减少衰减损失。在初始水温10℃,臭氧气体初始温度12℃,将臭氧压力提高到0.3 Mpa时,臭氧气体温度仅上升了 4.5℃,压缩后释放臭氧浓度比初始臭氧浓度仅下降了 11.3%,（不考虑加压浓缩作用）;在相同气源条件下,采用0.3 Mpa压力曝气,水中臭氧浓度比开敞式提高2.71倍。（3）采用酸性红18模拟染料废水进行了验证试验。结果表明0.3 Mpa是臭氧曝气的最佳压力。在臭氧初始浓度为15 mg/L、0.3 Mpa的曝气压力下,10 min内基本可将300 mg/L的酸性红18色度去除,去除率达到了 99.5%,而同等时间内0 Mpa（开敞式曝气）时的色度去除率只有80.3%,达到同样效果需要18 min左右;氧化30 min酸性红18的COD去除率是0 Mpa时的1.7倍,压力有助于提高臭氧的氧化能力;在压力曝气的条件下,原水浓度与初始臭氧浓度对处理效果有明显影响,单位浓度原水中所含臭氧量增加有利于提高处理效率;温度对氧化反应影响不大;碱性条件有利于臭氧氧化反应。
李尚民[2]（2021）在《气液两相流联箱内流量分配数值模拟与可视化实验研究》文中提出气液两相流广泛存在于工业设备中,两相流量分配的均匀性对换热设备的安全运行和换热效率具有重要意义,因此针对两相流联箱内几何结构和流动特性的研究对于解决并联管束流量分配不均匀性,提高换热设备运行安全与经济具有重要意义。本文针对传统联箱内气液两相流量分配不均的问题,搭建可视化实验平台,研究了不同实验工况和不同几何结构对联箱内两相流量分配的影响。论文开展了传统联箱和安装笛形管联箱在不同工况下的实验研究,研究结果发现,安装笛形管会明显改善联箱多并联分支管两相流流量分配,分支管流比集中在1附近,分支管标准偏差（STD）明显减小,显示流量分配均匀性得到明显提高;论文应用ANSYS CFX软件数值模拟了联箱内部的两相流量分配,采用了瞬态模型,设置与实验过程相同的边界条件,获得联箱内两相流流动的状态和气液两相体积分数云图、关键位置截面速度矢量图。比较发现,联箱内气液两相的运动具有周期性,笛形管套筒区域内存在旋涡,能够有效改善并联分支管两相流量分配。为了验证数值模拟的可靠性,采用高速摄影拍摄模拟相应工况条件下两相流量分配的过程,结合数值研究发现采用笛形管对改善联箱内部两相流量分配均匀性的原因;通过比较高速摄影和数值模拟结果,发现数值模拟和高速摄影过程相符,反映了数值模拟可靠性。研究发现,影响传统联箱内液体流量分配不均的主要因素是气体流速,安装笛形管后气液两相相互作用的过程发生明显改变,接触面积增大,解决了部分气液两相无法直接接触和联箱端部回流的问题,同时流速的大小影响气体从笛形管流出时气泡直径的大小。本论文采用实验、数值模拟与高速摄影相结合方法,对两相流联箱内部流场和相分离进行了研究,研究结果说明采用三种方法可以获得两相流联箱内部气液交互作用规律,以及笛形管两相流流量分配机理,对类似的两相流联箱流量分配具有参考作用。
来有炜[3]（2021）在《基于FLUENT对气升式循环池的数值模拟及试验研究》文中提出气升式循环池因为具有结构简单、内部流体循环效果好、传质效果良好且在反应器内气相存在一定的浓度梯度分布,被应用于不同的工业领域。近年来,该工艺在污水处理中也得到了广泛关注,但很多针对气液两相流模型进行的研究仍停留在单一气泡尺寸模型和对其水力学参数的分析上,与实际工程和运行工况参数存在一定的差距。本文基于计算流体力学软件Fluent建立了气升池气液两相流动和溶解氧传质、生化反应耦合模型,模拟了氧传质和生化反应的过程,主要工作有以下几点:（1）构建了考虑气泡并聚和破碎的欧拉-PBM耦合模型,描述了气泡尺寸在空间上的分布函数。并且通过已有研究数据和小试鼓泡塔数据作为参考,对比了欧拉双流体模型和欧拉-PBM模型与实际流速的拟合程度,结果表明两种模型的误差均在10%以内,但是耦合了PBM的模型在边界处和进气口上方的速度值更接近实际情况,最终确定采用欧拉-PBM模型对对气升池内部流场进行分析。（2）以小试鼓泡塔为研究对象,构建了欧拉-PBM气液两相流动耦合模型,用实验测量的流场分布情况对比了不同边界条件的优劣并且验证了模型的准确性;实测了不同曝气量下对应的气泡尺寸分布,并计算了相应的Sauter平均直径,直径分布在0～4mm之间,主要集中在0～2.5mm,进气速度增大会使气泡尺寸分布变宽;在上述验证后的模型的基础上通过外加UDF和UDS将希比格渗透理论模型与流体模型进行耦合,对气升池的气液两相氧传质过程进行模拟,得到曝气量从0.1L/min到1L/min时的氧传质体积系数为17.35 h-1～38.77h-1,和实验所得的溶解氧随时间的变化曲线与氧体积传质系数进行验证,误差在15%之内。（3）基于建立的小试鼓泡塔两相流和溶解氧传质模型,探究不同进气表观速度、气泡尺寸、导流筒的结构参数（升流区与降流区直径之比）对气液两相流场和传质过程的影响,从气、液相的流场、气含率的分布和湍流强度的参数进行了较为全面的分析,给出了该模型的最优运行参数。随着曝气量增大,氧传质速率逐渐增大,在0.02m/s时为38.48 h-1;随着气泡尺寸增大,氧传质速率在增大,但是对于不同的尺寸分布,氧体积传质系数变化没有明显线性规律,其中当尺寸分布在0.5mm～4mm时的氧传质体积系数为61.38h-1;随着反应器导流筒和外径之比的增大,在导流筒内的氧体积传质系数略微下降,但降流区的氧体积传质系数上升明显,其中当Di/Do=0.45时,导流筒内和降流区的氧体积传质系数分别为42.36h-1和61.38h-1。（4）利用UDF和UDS将ASM1活性污泥简化模型导入Fluent,耦合溶解氧传输模型,构建气升式循环池欧拉-PBM与ASM1耦合模型,分析气升池中前1.5h污水降解过程及COD浓度分布规律,通过改变进气速度观察控制点溶解氧浓度与COD浓度,探究并分析气升池内COD随时间的变化规律,以及进气速度的改变对该工艺处理效果的影响。结果表明该模型能较好地模拟气升池内污水生化反应效果,曝气量的变化对COD的处理效果影响不显着。
沈莹[4]（2021）在《基于声呐的海底输气管道泄漏检测及可视化技术研究》文中研究表明海底能源运输产业的迅速发展对管道泄漏检测及可视化提出了新的要求。现今对管道的检测主要以水下人工作业为主,存在工作量大、人力成本高和技术人员短缺等严重问题,迫切需要智能化的解决办法。实现海底输气管道泄漏检测的一个有效途径,是将声呐成像技术和图像检测方法结合,得到管道的位置信息和泄漏信息,再对数据进行可视化处理,便于展示与分析。本文在总结国内外相关研究的基础上,对海底输气管道泄漏检测及可视化技术进行了研究,实现了海底输气管道及周围地表的三维可视化,水下气体泄漏检测和泄漏扩散仿真。首先,对海底管道及周围地表进行三维建模,搭建了三维可视化系统。采用侧扫声呐勘测海底管道,结合声呐成像原理,计算管道位置,对管道及地表进行三维建模。采用纹理映射模拟地表沙质纹理,增强模型真实感,实现了三维模型的渲染与展示。其次,提出了一种水下气体泄漏检测算法。采用标定检测区域的策略改进ViBe背景建模算法。根据水下气泡运动特性区分气泡和非气泡运动物体,减少非气泡运动物体的干扰。经水下气体泄漏模拟实验验证,该算法可以明显提高检测准确率和检测效率。最后,对南海近海区的海底天然气管道泄漏扩散进行仿真。根据气泡运动路线计算气体泄漏速度和洋流流速。按照南海近海区实际海况搭建仿真模型,得到各时刻泄漏气体分布情况,实现了海底管道泄漏扩散过程的可视化。本文的研究成果可应用于实际工程中对管道的建模、检测和分析等环节,对海底管道的安全监测有重要意义。
汪雨慧[5]（2021）在《顶吹强化气液动量传递的数值模拟及实验研究》文中研究说明富氧熔池熔炼技术的核心是通过顶吹喷枪的浸没式搅拌实现熔池内三相间的快速传热传质过程,从而取得显着的节能减排成效。但高强度熔炼将导致熔炉炉衬寿命低、喷枪等关键设备磨损的问题。顶吹熔炼过程受热不均、搅拌不足导致的自热性差影响了炉内反应速率。而贫化电炉作为艾萨炉的后续沉降工艺,电炉内的渣金分离过程易受到磁性铁的影响在熔体内形成横膈膜影响冰铜沉降。因此如何改进顶吹喷枪结构、强化液态还原剂在电炉熔池内的扩散是十分必要的,尤以后者的气液两相顶吹强化过程更为复杂。故本文利用数值模拟的方法研究了小口径贫化电炉内柴油-氮气混合顶吹喷枪及大口径纯气顶吹加装旋流器喷枪管内流动过程、熔池内部搅拌形态及强化动量传递过程。主要研究内容及结论如下:（1）通过对小口径气液混合顶吹在喷枪内混合过程及熔池内搅拌过程进行数值模拟,研究分析了不同油气比的情况下管内混合形态及流型特征对熔池内搅拌效果的强化作用,并通过水模型实验验证了数值模拟结果的合理性。结果得出在油气比为1:2左右时,从Y型喷枪喷出的气液混合液在熔池内部横向搅拌宽度最大,对熔池上半部的搅拌效果更好,且此时对熔池下半部的影响较小,有利于磁性铁还原反应进行以及冰铜从渣中分离沉淀过程,从而降低渣中铜含量。（2）通过对贫化电炉小口径单根喷枪气液混合顶吹过程进行数值模拟,应用求解得出的最优油气比,得出最优油气比适用于实际熔炼条件的结论。并构建了双根喷枪贫化电炉模型,通过比对验证了湍流强度及湍流耗散率为顶吹气液混合效果的有效评价方法。（3）通过对大口径艾萨炉纯气顶吹多片旋流器的强化熔炼过程进行数值模拟,讨论旋流器强化熔池搅拌效果的规律。结果表明旋流器提升了熔池熔炼强度的同时减少了喷溅,在熔池内部熔体粘度较小、旋流器叶片数从6片提升至8片、旋流器长度加长一倍、旋流器枪径加宽一倍时,熔池内搅拌效果更好,体现在液面动量扩散范围增大,从而强化了熔池内的动量传递。
张闪闪,谷丙洛,任志明,段沛然,李振春[6]（2020）在《基于含气泡液体声波方程的海底冷泉数值模拟》文中研究指明海底冷泉羽状流与海底天然气水合物的分布密切相关,对水合物稳定带的边界具有指示作用,是未来能源勘探的重要领域.研究海底冷泉羽状流的地震响应特征,对确定天然气水合物的储集区域及成藏环境等均有重要意义.当前获得海底冷泉羽状流的地震响应主要通过数值模拟进行,然而该过程所依据的含气泡介质声速模型及随机介质理论不能完整描述海底冷泉的物理性质,采用的声波方程也不适用于高频地震波数值模拟.为了准确地实现海底冷泉羽状流地震波数值模拟,精确分析其地震响应特征,本文提出利用Keller-Miksis气泡振动模型来描述气泡在声波作用下的运动状态,同时考虑气泡间的相互作用,建立海底冷泉气泡模型.在此基础上,本文创新性地采用含气泡液体声波方程进行海底冷泉高频地震波数值模拟.数值模拟结果表明,本文提出的方法能够实现海底冷泉羽状流地震响应的高精度数值模拟.
程以炫,董恒瑞,闫睿奎,危卫[7]（2020）在《气泡羽流摆动特性及附壁效应研究》文中提出针对气泡发生器中气泡在上升阶段发生的摆动现象会影响气泡生成效率的问题,利用流体体积函数（VOF）模型模拟了水槽内气泡生成和上升过程,研究了通气速度、气泡孔口直径和水槽高宽比对气泡羽流的影响,探究气泡的摆动特性和偏移程度。结果表明,气泡羽流摆动的最大偏移量与弗劳德数和水槽宽高比呈指数衰变关系;而最大偏移量对应的偏移角度与弗劳德数和水槽宽高比呈多项式关系。根据所得数据拟合得到相关经验关系式,给出了不同弗劳德数和水槽宽高比对应的气泡摆动特性的规律。
陈晓朋[8]（2020）在《基于PBM模型的曝气池曝气器布置方式的模拟研究》文中认为我国水资源稀缺,人均占有量仅为世界平均水平的1/4,是全球十三个人均水资源占有量极低的区域之一。随着社会的发展我国总用水量还在显着增加但城市的水域却遭受大量污染,污水治理已迫在眉睫。而活性污泥法是一种普遍采取的去污手段,曝气池则为活性污泥法的重要反应场所。本文对一典型曝气池运用双欧拉多相流模型耦合pb群平衡模型,湍流模型选用标准k-r模型进行数值模拟计算,分析改变底板曝气器的布置方式对曝气池内各项参数的影响规律,选取特征截面分析底板曝气器的最佳布置方式。主要结论如下:（1）模型验证一证明标准k-r湍流模型及pbm群平衡模型是更适合对曝气池内气液两相流动进行模拟计算的方法,模型验证二应用模型验证一中确定的方案又对另一实验进行了模拟计算,模拟结果与实验数据吻合良好,从而验证了所选模拟方案的准确性及通用性。（2）通过分析特征横断面的流线图与矢量图可知,当底板曝气器均匀布置时,池内形成两个稳定的环流场与其他工况相比环流场更加扁平集中,故认为此种布置方案能使池内的流场更稳定,可以为气液两相混掺提供更加稳定的环境。（3）通过分析不同高度截面上的气相体积分布云图可知,当曝气器在底板均匀布置时,相较于其他工况,气相分布范围更广泛,气体与液体界面接角面积更大,不同高度截面上的气相体积分数都比较高,有助于提高氧转移效率,使池内活性污泥中的好氧微生物群充分发挥作用.（4）通过对液相垂向速度云图分析可知,曝气器均匀布置于底板上时的液相无流速区面积与流速不均匀系数都比其他工况要小,说明此方案对池内污水的混合搅拌效果更好,能更有效的减缓活性污泥的沉积。且同一工况不同高度截面上液相无流速区的大小呈现出自曝气池底部到顶部逐渐减小的规律,说明曝气池中混合液在顶部受到的混合搅拌效果比底部更好。（5）通过统计分析各工况池内的湍流参数发现,底板曝气器均匀布置时湍动能是其他布置方式的1.36-1.6倍。湍动能耗散率是其他布置方式的1.85-4.2倍。说明这种布置方式下曝气池内的混合液湍动更剧烈,空气与污水的混掺程度更大。
唐开亮[9]（2020）在《鼓泡塔反应器内气液流动与传质过程的CFD模拟研究》文中认为鼓泡塔反应器是一种最常见和最重要的多相流反应器,在多个领域有着广泛的应用。到目前为止,人们对于鼓泡塔反应器内的流体力学行为的认识仍然不够充分。对鼓泡塔反应器进行深入的研究和学习,可以为反应器的设计、优化、放大和操作提供理论依据和科学指导,具有重要意义。本文以CFD-PBM耦合模型为基础,构建鼓泡塔反应器内气液流动与传质的三维CFD模型,研究鼓泡塔反应器内气液两相的流动过程和传质过程,主要研究结果如下:（1）构建鼓泡塔反应器内气液两相流动的三维CFD模型,研究鼓泡塔反应器内气液两相的流动过程。结果显示,在较低表观气速下,单一气泡尺寸模型和PBM模型的模拟值差异不大,PBM模型所得到的轴向液速和轴向气速更接近于实验值。当表观气速较低时,气泡间的聚并与破碎现象不明显;当表观气速增大时,鼓泡塔反应器内气液两相流动的流型开始从均匀鼓泡区转变为非均匀鼓泡区,气含率与轴向液速和轴向气速径向分布的变化规律相似,随表观气速的增大而增大,而气液相界面积则先增大后减小;当表观液速增大到一定数值后,鼓泡塔反应器内气液两相的流动方向发生改变。（2）构建鼓泡塔反应器内气液两相传质的三维CFD模型,研究鼓泡塔反应器内气液两相的传质过程。不同表观气速下,整体气含率和液相体积传质系数的模拟结果与实验数据的整体误差均在±15%以内,且随表观气速的增加而减小。随高度的增加,气含率呈先增大后减小的趋势,气液相界面积在鼓泡塔中心区域先减小后增大,而在近壁区域却变化不大,而液相体积传质系数则是先减小后增大;随表观气速的增加,气含率、气液相界面积和液相体积传质系数的变化规律基本上相同,均是逐渐增加;随初始液相高度的增加,气含率径逐渐减小到一定程度后不再变化,气液相界面积和液相体积传质系数则是先增大后减小。（3）构建鼓泡塔反应器内气液两相流动的三维CFD模型,研究湍流模型对鼓泡塔反应器内气液两相流动模拟的影响。成功验证了 WA湍流模型的有效性和准确性,结果发现WA模型的模拟值总体上显示出与实验数据的最佳一致性。SSTk-ω模型的湍动能偏差最大;随高度的增加,标准k-ε模型的湍动能逐渐减小,而WA和SSTk-ω模型略微增加。湍动耗散率的变化规律类似于湍动能的变化规律。湍流粘度的分布趋势在中心区域相对平坦,在近壁区域则迅速减小。标准k-ε模型的湍流粘度比SST k-ω和WA湍流模型的湍流粘度高2～3倍。对于气含率,SSTk-ω和WA模型的径向分布几乎相同,标准k-ε模型由于气泡停留时间的增加而较高;随高度的增加,气含率的分布变得更加平坦。基于气含率和Sauter直径,由标准k-ε模型计算得到气液相界面积的值最大。
杨光,王沫然[10]（2020）在《共轴反转型生物反应器内流场数值模拟与性能分析》文中研究表明使用生物可降解塑料是解决白色污染的有效手段,然而在生物反应器中生产可降解塑料过程中会面临气体传质能力不足和能耗过大等问题,导致生产成本居高不下。为解决这些问题,提出了一种共轴反转型机械搅拌式生物反应器,并通过数值模拟对新型反应器内两相流场进行了仿真及定量分析。通过模拟气泡羽流、鼓泡塔及搅拌器系统内流场,并与实验结果对比,在双流体模型中引入了曳力、升力及湍流扩散力以及基于TroshkoHassan模型的两相湍流模型,验证了双流体模型在该问题中的有效性。对新设计的反应器内流场模拟结果表明,两相作用力模型对模拟准确性影响较大,而共轴反转能够在流场中形成更好的剪切效应,增强气体分散能力,从而提高整体气含率及相对功率准数。
二、气泡羽流的数值模拟研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、气泡羽流的数值模拟研究（论文提纲范文）
（1）压力强化臭氧氧化能力的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 常用化学氧化法及其研究现状 |
| 1.2.1 空气氧化法 |
| 1.2.2 氯氧化法 |
| 1.2.3 Fenton法 |
| 1.2.4 类Fenton法 |
| 1.3 臭氧氧化法 |
| 1.3.1 臭氧的物理性质 |
| 1.3.2 臭氧的化学性质 |
| 1.3.3 氧化机理 |
| 1.3.4 臭氧在水处理中的应用 |
| 1.4 水处理中的臭氧投加方式 |
| 1.5 课题的提出 |
| 1.6 研究目的与内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 曝气参数模拟优化 |
| 2.1 CFD及其国内外研究现状 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 多相流模型 |
| 2.2.3 常用湍流模型 |
| 2.3 曝气效果影响因素分析及模拟方案确定 |
| 2.3.1 影响因素分析 |
| 2.3.2 模拟方案的确定 |
| 2.4 数值模拟 |
| 2.4.1 几何模型 |
| 2.4.2 网格划分 |
| 2.4.3 求解设置 |
| 2.4.4 结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 臭氧加压氧化装置的研制与试验 |
| 3.1 理论基础 |
| 3.2 装置研制 |
| 3.2.1 装置要求 |
| 3.2.2 装置构成与工作原理 |
| 3.3 装置性能试验 |
| 3.3.1 实验内容 |
| 3.3.2 检测分析与使用仪器 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 压力对加压装置吸气能力与循环流量的影响 |
| 3.4.2 压力对气泡形态及溶解量的影响 |
| 3.4.3 压力对臭氧气体温度的影响 |
| 3.4.4 压力对气体臭氧浓度的影响 |
| 3.4.5 压力对水中臭氧溶解量的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 压力强化下臭氧氧化能力的验证试验 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验步骤 |
| 4.2.3 水质指标及检测方法 |
| 4.2.4 实验药品与仪器 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 压力对臭氧氧化的影响 |
| 4.3.2 原水浓度的影响 |
| 4.3.3 初始臭氧浓度的影响 |
| 4.3.4 原水水温的影响 |
| 4.3.5 pH的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 存在问题与建议 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）气液两相流联箱内流量分配数值模拟与可视化实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 T型管内气液两相流动的研究现状 |
| 1.2.2 联箱并联分支管内气液两相流动的研究现状 |
| 1.2.3 气液两相流动模拟研究的现状 |
| 1.2.4 气液两相流动可视化研究的现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 实验系统设计 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.1.1 实验平台装置及实验流程 |
| 2.1.2 试验段几何结构 |
| 2.2 可视化实验设备 |
| 2.2.1 高速摄影 |
| 2.3 实验流程及数据处理 |
| 2.3.1 实验流程 |
| 2.3.2 数据处理方法 |
| 2.4 实验精确度分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 实验研究与CFD仿真模拟 |
| 3.1 流比与标准偏差 |
| 3.2 CFX软件简介 |
| 3.3 模拟计算方法和控制方程 |
| 3.3.1 连续性方程 |
| 3.3.2 动量守恒方程 |
| 3.3.3 壁面函数理论 |
| 3.4 模型创建与网格划分 |
| 3.4.1 网格无关性和网格质量 |
| 3.4.2 数值模拟边界条件的设定 |
| 3.5 模拟结果分析 |
| 3.5.1 传统联箱外表面结果分析 |
| 3.5.2 新型笛型管联箱外表面结果分析 |
| 3.5.3 传统联箱径向截面 |
| 3.5.4 新型笛型管联箱径向截面 |
| 3.5.5 位置A和E速度矢量图 |
| 3.5.6 位置A-E速度矢量图的过渡 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 联箱内两相流可视化分析 |
| 4.1 传统联箱可视化分析与模拟对比 |
| 4.2 笛形管联箱可视化分析与模拟对比 |
| 4.3 增大气速对传统联箱内部流动的影响 |
| 4.4 增大气速对笛形管联箱内部流动的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）基于FLUENT对气升式循环池的数值模拟及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 气升式循环池工艺的基本概况 |
| 1.3 计算流体力学(CFD)简介及其在水处理中的应用 |
| 1.3.1 气液两相流模型在水处理中的应用 |
| 1.3.2 欧拉-PBM耦合模型的简介及其应用 |
| 1.3.3 CFD软件关于溶解氧分布的模型和应用 |
| 1.4 课题的主要内容 |
| 2 气升式循环池气液两相流模型及研究方法 |
| 2.1 气液两相流研究方法 |
| 2.1.1 多相流模型 |
| 2.1.2 PBM(population balance model)气泡群平衡模型 |
| 2.1.3 控制方程 |
| 2.1.4 湍流模型 |
| 2.1.5 气泡羽流理论 |
| 2.2 气升池网格划分及求解方法 |
| 2.2.1 边界条件和初始条件 |
| 2.2.2 求解方法和参数设置 |
| 2.2.3 网格无关性检验 |
| 2.3 气液两相流溶解氧输运数学模型 |
| 2.3.1 气液两相传质理论 |
| 2.3.2 溶解氧输运模型建立 |
| 2.4 活性污泥模型简介与应用 |
| 2.4.1 活性污泥模型简介 |
| 2.4.2 活性污泥模型与CFD技术的耦合应用 |
| 3 模型验证性试验 |
| 3.1 气泡尺寸分布模型验证选择 |
| 3.1.1 模型简介及网格划分 |
| 3.1.2 边界条件及结果分析 |
| 3.2 出口边界验证选择 |
| 3.2.1 实验仪器及方案 |
| 3.2.2 模拟条件设置 |
| 3.2.3 实验、模拟数据对比分析 |
| 3.3 气泡尺寸的测算 |
| 3.3.1 实验方法和数据处理 |
| 3.3.2 不同气量对气泡尺寸的影响 |
| 3.4 清水充氧实验及结果对比 |
| 3.4.1 实验仪器及方案 |
| 3.4.2 模拟依据及条件设置 |
| 3.4.3 实验、模拟数据对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 气升式循环池流场及两相传质影响因素分析 |
| 4.1 气升池气液两相流场评价指标及溶解氧分布 |
| 4.1.1 气含率分布 |
| 4.1.2 气相速度分布 |
| 4.1.3 液相速度分布 |
| 4.1.4 湍动能k分布 |
| 4.1.5 溶解氧分布 |
| 4.2 曝气速度对流场及氧传质效果的影响 |
| 4.2.1 曝气速度对气含率分布的影响 |
| 4.2.2 曝气速度对气相速度分布的影响 |
| 4.2.3 曝气速度对液相速度分布的影响 |
| 4.2.4 曝气速度对湍动能k分布的影响 |
| 4.2.5 曝气速度对溶解氧分布的影响 |
| 4.3 气泡尺寸对流场及氧传质效果的影响 |
| 4.3.1 气泡尺寸对气含率分布的影响 |
| 4.3.2 气泡尺寸对气相速度分布的影响 |
| 4.3.3 气泡尺寸对液相速度分布的影响 |
| 4.3.4 气泡尺寸对湍动能k分布的影响 |
| 4.3.5 气泡尺寸对溶解氧分布的影响 |
| 4.4 反应器结构对流场及氧传质效果的影响 |
| 4.4.1 反应器结构对气含率分布的影响 |
| 4.4.2 反应器结构对气相速度分布的影响 |
| 4.4.3 反应器结构对液相速度分布的影响 |
| 4.4.4 反应器结构对湍动能k分布的影响 |
| 4.4.5 反应器结构对溶解氧分布的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 气升式循环池与生化反应耦合模型的初步探究 |
| 5.1 模型简介及研究说明 |
| 5.1.1 ASM1模型简介 |
| 5.1.2 模型简化与假设 |
| 5.2 边界条件及初始条件 |
| 5.3 工艺参数对COD处理效果的影响 |
| 5.3.1 反应器内COD浓度随时间变化的结果 |
| 5.3.2 进气速度对COD处理效果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与建议 |
| 结论 |
| 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 氧传质模型UDF及其释义 |
（4）基于声呐的海底输气管道泄漏检测及可视化技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海底管道及地表的三维建模 |
| 1.2.2 基于声学图像的水下气体泄漏检测 |
| 1.2.3 海底管道气体泄漏扩散研究 |
| 1.3 研究内容和章节安排 |
| 2 海底管道及周围地表三维可视化建模 |
| 2.1 侧扫声呐工作原理 |
| 2.2 侧扫声呐原始数据解析 |
| 2.3 三维建模及可视化技术 |
| 2.3.1 数字地形模型 |
| 2.3.2 表面纹理映射算法 |
| 2.3.3 网页端三维模型可视化技术 |
| 2.4 海底管道及地表三维可视化实现 |
| 2.4.1 侧扫声呐数据来源 |
| 2.4.2 管道位置计算 |
| 2.4.3 海底地形建模及渲染 |
| 2.4.4 海底管道三维可视化系统搭建 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于多波束声呐的水下气体泄漏检测 |
| 3.1 多波束声呐成像技术 |
| 3.2 水下气体泄漏数据获取 |
| 3.2.1 实验设计 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.3 泄漏检测算法理论基础 |
| 3.3.1 特征匹配算法 |
| 3.3.2 背景建模算法 |
| 3.3.3 匈牙利算法 |
| 3.3.4 卡尔曼滤波 |
| 3.4 泄漏检测算法 |
| 3.4.1 运动物体检测 |
| 3.4.2 运动路线获取与判断 |
| 3.4.3 检测结果对比 |
| 3.4.4 泄漏信息可视化平台搭建 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 海底输气管道泄漏扩散仿真 |
| 4.1 水下气泡上升运动数值模拟 |
| 4.2 海底管道气体泄漏扩散模型 |
| 4.2.1 流体流动基本控制方程 |
| 4.2.2 羽流模型 |
| 4.2.3 多相流模型 |
| 4.2.4 湍流模型 |
| 4.3 小规模低速泄漏扩散仿真 |
| 4.3.1 泄漏速度和洋流流速估算 |
| 4.3.2 仿真实验参数选择 |
| 4.3.3 模型搭建及仿真设置 |
| 4.3.4 仿真结果 |
| 4.4 高压输气管道泄漏扩散仿真 |
| 4.4.1 高压泄漏参数选择 |
| 4.4.2 仿真结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文研究内容总结 |
| 5.2 未来研究方向展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间的主要成果 |
（5）顶吹强化气液动量传递的数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 铜冶炼生产现状 |
| 1.1.2 铜火法冶炼工艺 |
| 1.1.3 顶吹熔池熔炼技术现状 |
| 1.1.4 铜冶炼艾萨炉旋流器技术 |
| 1.1.5 铜冶炼电炉贫化技术 |
| 1.2 不同顶吹技术的发展现状 |
| 1.2.1 气液混合顶吹研究现状 |
| 1.2.2 艾萨炉顶吹研究现状 |
| 1.2.3 超音速顶吹研究现状 |
| 1.3 计算流体力学在冶金行业中的应用 |
| 1.4 本论文的研究目的和研究内容 |
| 第二章 单根气液混合顶吹喷枪强化搅拌的数值模拟及实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VOF模型和K-e湍流模型 |
| 2.2.1 质量方程 |
| 2.2.2 动量方程 |
| 2.2.3 输运方程 |
| 2.3 垂直管内气液两相流及流型 |
| 2.4 计算模型及网格划分 |
| 2.4.1 计算模型 |
| 2.4.2 网格划分 |
| 2.5 气液混合顶吹强化动量扩散的研究 |
| 2.6 数值模拟结果与实验结果比对 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 双根气液混合顶吹喷枪应用于贫化电炉的数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 固定油气比对单根Y型喷枪强化顶吹的模拟研究 |
| 3.2.1 模型建立 |
| 3.2.2 参数设定 |
| 3.2.3 计算结果分析 |
| 3.3 固定油气比对双根Y型喷枪强化顶吹的模拟研究 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 参数设定 |
| 3.3.3 计算结果分析 |
| 3.4 湍流耗散率在气液混合顶吹过程的运用 |
| 3.4.1 单根喷枪模型湍动能及湍流耗散率 |
| 3.4.2 双根喷枪模型湍动能及湍流耗散率 |
| 3.4.3 面平均湍动能、面平均湍流耗散率随时间变化规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 大口径艾萨炉纯气顶吹旋流强化搅拌效果的数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型建立 |
| 4.3 旋流器强化熔池内搅拌效果的研究 |
| 4.4 改变旋流器在熔池内浸没深度对熔池搅拌效果的影响 |
| 4.5 改变旋流器叶片数对熔池搅拌效果的影响 |
| 4.6 改变熔池内熔体粘度对熔池搅拌效果的影响 |
| 4.7 改变旋流器长度对熔池搅拌效果的影响 |
| 4.8 改变顶吹喷枪枪径对熔池搅拌效果的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 附录B 攻读硕士学位期间所获荣誉 |
（6）基于含气泡液体声波方程的海底冷泉数值模拟（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 海底冷泉气泡的声学传播理论 |
| 1.1 声波方程的基本理论 |
| 1.2 声波在含气泡液体中的传播特性 |
| 2 冷泉模型的建立 |
| 3 地震波数值模拟及特征分析 |
| 3.1 地震波数值模拟 |
| 3.2 频谱特征及衰减特征分析 |
| 3.3 地震波场偏移成像 |
| 4 结果分析与讨论 |
（8）基于PBM模型的曝气池曝气器布置方式的模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 曝气池工艺原理与技术特点 |
| 1.3 曝气池的分类 |
| 1.4 曝气池国内外研究现状综述 |
| 1.4.1 关于曝气池生物化学反应方面的研究 |
| 1.4.2 关于曝气池曝气过程的实验研究 |
| 1.4.3 关于曝气池的数值模拟方面的研究 |
| 1.4.4 有关运用气泡的pbm群平衡模型进行的研究 |
| 1.5 本文主研究内容 |
| 2 曝气池氧转移原理及数值模拟理论 |
| 2.1 物质扩散规律 |
| 2.1.1 双膜理论 |
| 2.1.2 氧转移的影响因素 |
| 2.2 计算流体力学在模拟曝气池中的发展及应用 |
| 2.3 CFD的求解过程 |
| 2.4 CFD基本控制方程 |
| 2.4.1 质量守恒方程 |
| 2.4.2 动量守恒方程 |
| 2.5 湍流模型概述 |
| 2.5.1 标准k-ε模型 |
| 2.5.2 RNG(重整化群)k-ε模型 |
| 2.5.3 Realizable(可实现)k-ε模型 |
| 2.6 多相流模型中欧拉-欧拉方法概述 |
| 2.7 PBM群体平衡模型 |
| 3 模型验证 |
| 3.1 数学模型 |
| 3.2 模型验证一 |
| 3.2.1 计算区域及网格 |
| 3.2.2 初始条件和边界条件 |
| 3.2.3 气泡处理方案验证与比较 |
| 3.2.4 湍流模型的验证与选择 |
| 3.2.5 曝气池内流场与速度矢量分析 |
| 3.3 模型验证二 |
| 3.3.1 计算区域及网格划分 |
| 3.3.2 边界条件与初始环境 |
| 3.3.3 气相分布的对比分析 |
| 3.3.4 摆动周期分析 |
| 3.3.5 流场分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 曝气池中曝气器布置方式的数值模拟研究 |
| 4.1 模型构建与网格划分 |
| 4.2 边界条件与求解方法 |
| 4.3 数值模拟结果对比分析 |
| 4.3.1 曝气器不同布置方式对曝气池内流场的影响 |
| 4.3.2 曝气器不同布置方式下气相体积分数的对比分析 |
| 4.3.3 曝气器不同布置方式下液相流速分析 |
| 4.3.4 不同工况湍动参数分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
| A.发表的论文 |
| B.参加的项目 |
| C.获得的奖励 |
（9）鼓泡塔反应器内气液流动与传质过程的CFD模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 鼓泡塔反应器的流动特性 |
| 1.2.1 流型 |
| 1.2.2 气含率 |
| 1.2.3 气液传质 |
| 1.3 气液两相流模型 |
| 1.3.1 基本模型 |
| 1.3.2 相间作用力 |
| 1.3.3 湍流模型 |
| 1.4 群体平衡模型 |
| 1.4.1 模型描述 |
| 1.4.2 气泡破碎 |
| 1.4.3 气泡聚并 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 鼓泡塔反应器内CFD-PBM模型的气液流动模拟 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 鼓泡塔反应器内气液流动的CFD模型 |
| 2.2.1 鼓泡塔反应器的几何和网格模型 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.2.4 相间作用力 |
| 2.2.5 群体平衡模型 |
| 2.2.6 边界条件和计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 网格无关性验证 |
| 2.3.2 模型验证 |
| 2.3.3 气含率 |
| 2.3.4 气泡尺寸大小 |
| 2.3.5 气液相界面积 |
| 2.3.6 不同表观速度下鼓泡塔的流体力学行为 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 鼓泡塔反应器内CFD-PBM模型的气液传质模拟 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 鼓泡塔反应器内气液传质的CFD模型 |
| 3.2.1 鼓泡塔反应器的几何和网格模型 |
| 3.2.2 传质模型 |
| 3.2.3 模型方程 |
| 3.2.4 边界条件和计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 网格无关性验证 |
| 3.3.2 模型验证 |
| 3.3.3 气含率分布 |
| 3.3.4 气液相界面积 |
| 3.3.5 液相体积传质系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 鼓泡塔反应器内CFD-WA模型的气液流动模拟 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 鼓泡塔反应器内气液流动的CFD模型 |
| 4.2.1 鼓泡塔反应器的几何和网格模型 |
| 4.2.2 控制方程 |
| 4.2.3 湍动模型 |
| 4.2.4 相间作用力 |
| 4.2.5 边界条件和计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 网格无关性验证 |
| 4.3.2 鼓泡塔中的流动特性 |
| 4.3.3 模型验证 |
| 4.3.4 湍动能 |
| 4.3.5 湍动耗散率 |
| 4.3.6 湍流黏度 |
| 4.3.7 气含率径向分布 |
| 4.3.8 气液相界面积 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果和发表的学术论文目录 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（10）共轴反转型生物反应器内流场数值模拟与性能分析（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 数学模型 |
| 1.1 控制方程 |
| 1.2 相间作用力 |
| 1.3 两相湍流模型 |
| 2 数值方法验证 |
| 2.1 两相模型验证 |
| 2.2两相搅拌模型验证 |
| 3 共轴反转反应器流场分析 |
| 3.1 模型建立与网格划分 |
| 3.2 单相情况 |
| 3.3 两相情况 |
| 4 结论 |
| 符号说明 |
四、气泡羽流的数值模拟研究（论文参考文献）
- [1]压力强化臭氧氧化能力的研究[D]. 王磊. 扬州大学, 2021(08)
- [2]气液两相流联箱内流量分配数值模拟与可视化实验研究[D]. 李尚民. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]基于FLUENT对气升式循环池的数值模拟及试验研究[D]. 来有炜. 兰州交通大学, 2021
- [4]基于声呐的海底输气管道泄漏检测及可视化技术研究[D]. 沈莹. 浙江大学, 2021(08)
- [5]顶吹强化气液动量传递的数值模拟及实验研究[D]. 汪雨慧. 昆明理工大学, 2021(01)
- [6]基于含气泡液体声波方程的海底冷泉数值模拟[J]. 张闪闪,谷丙洛,任志明,段沛然,李振春. 地球物理学报, 2020(09)
- [7]气泡羽流摆动特性及附壁效应研究[J]. 程以炫,董恒瑞,闫睿奎,危卫. 高校化学工程学报, 2020(04)
- [8]基于PBM模型的曝气池曝气器布置方式的模拟研究[D]. 陈晓朋. 西安理工大学, 2020(01)
- [9]鼓泡塔反应器内气液流动与传质过程的CFD模拟研究[D]. 唐开亮. 北京化工大学, 2020(02)
- [10]共轴反转型生物反应器内流场数值模拟与性能分析[J]. 杨光,王沫然. 化工学报, 2020(11)