固体颗粒在液体中沉降的cfd值模拟开题报告

本科毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 （论文）开题报告 题    目：    固体在液体中沉降过程CFD值模拟        学生姓名：    xxx            院 （系）：    xxx          专业班级：    xxx              指导教师：    xxx                完成时间：  xxx        一． 本课题的意义 固体颗粒在重力等作用下沉降运动在自然界，工业以及生物体中，因此对其流动流动现象，机理和过程的研究对学术和 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 都有重要意义。例如:在油层水力压裂工艺中,支撑剂在压裂液中的沉降,它随压裂液在裂缝中的运移及分布是影响压裂效果的关键。在压裂设计中必须准确地预测支撑剂在压裂液中的沉降速度,以此控制并调整压裂液的流变参数。在石油钻井工艺中,岩屑因自重作用具有克服钻井液浮力和阻力而向下沉降的趋势。为了及时地清除井眼中的岩屑,钻井液的上返速度必需大于岩屑的沉降速度。另外对于压裂液的携砂性能及定向沉降具有重要意义。压裂液携砂流动属于非牛顿流体多相流领域，涉及到流变学、多相流理论。目前对于颗粒的沉降过程中的运动速度，受力，颗粒尾涡结构，颗粒对湍流的作用规律等成果。研究方法主要采用试验测量及数值模拟.目前,颗粒两相流动的测量方面,激光粒子速度场仪(PIV)、相位多普勒法(PDPA)、粒子动态 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 仪(PDA)等较多地用于测量颗粒两相流动速度、湍流度以及颗粒尺寸和浓度,但无法获得运动颗粒间的受力。数值计算目前主要采用基于雷诺平均的N-S方程],包括:欧拉-欧拉法(多流体/双流体模型)、欧拉-拉氏法.随着计算机处理能力的不断提高,直接数值模拟逐渐应用到颗粒两相流动中,因其不需要任何封闭模型,颗粒的受力不通过模型计算,而是通过积分 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的黏性力和压力获得.它可以给出实际流动中颗粒的受力规律和颗粒的形状变化,也可以给出颗粒的脉动及其尾涡对流体的作用。 压裂液携砂流动属于非牛顿流体多相流领域，涉及到流变学、多相流理论，目前多为实验研究以及经验方法得到阻力系数变化，对流场的研究相对较少，本文将利用fluent对颗粒沉降的过程进行直接模拟，最后得出在牛顿流体以及非牛顿流体中阻力和雷诺数的关系以及壁界对沉降的影响。 二.  国内外发展情况 球形作为粒子形状的一种典型形式,在过去的实验和数值模拟中很早就有了细致的研究ehristopherson和Dow (1959)研究了圆球在椭圆容器中的沉降特性,指出球体旋转沉降并偏离中心线Tnane进一步发现在非牛顿流体中这种现象更加强烈,并指出在沉降中可能存在圆球偏离中心和旋转的临界球半径Lael研究了在Sotkces流中圆球粒子的沉降问题Goldman等人论述了圆球和壁面的吸引作用,同时也研究了圆球沿着倾斜的壁面滚动并指出它们不是真正的接触,而是滑动,当圆球被迫靠近壁面时将产生不规则旋转BUngya和Brnener给出了球沿着垂直管壁改变方向的情况,这时两者的距离趋向于零Humphrey和Murata指出当管倾斜角逐渐增大或者球接近壁面时,旋转的球从正(反向下坡旋转)逐渐变成负(下坡旋转)Glowinski等人(1999)应用DLM/FD方法研究粒子悬浮流,验证了两个球体完整的DKT(drafting,kissing,tumbling)过程Yu等人 (2004)应用Glowinski等人的方法,模拟了圆形容器中,圆球在不同的雷诺数下的沉降特性,观察到了高雷诺数情形下经典的发夹涡现象。 目前研究颗粒在流体中的沉降运动主要采用实验和测定和数值模拟。目前，颗粒两相流动的测量方面，激光粒子测定方面，激光粒子速度场仪（PIV），相位多普勒法（PDPA）,粒子动态分析仪（PDA）等较多地用于测量颗粒两相流动速度，湍流度，以及颗粒尺寸和浓度。数值计算目前主要采用基于雷诺数平均的N-S方程，包括：欧拉—欧拉法（多相流/双流体模型），欧拉—拉氏法。 为了研究单颗粒在液体中的沉降规律,国内外不少学者进行探讨.蔡树堂从理论上计算了球体在宾汉体中作均速直线运动时的阻力,导出了在很小的雷诺数(在Stokes范围内)时沉速的表达式： 进而求得了不沉的最大粒径为 式中 为宾汉体的刚性系数; :为宾汉极限切应力; ， 分别为球与悬浮的重。 R.w.Ansley和T.N.Smith【3】研究了球体在宾汉体中的沉降规律,阻力系数 仍沿用潜水阻力系数的计算式 而雷诺数用下式计算 式中 为宾汉悬浮液的密度，其符号同前。 徐明权和吴德一【4】考虑球体在滞流状态下沉时干扰半径为R,在干扰半径内沉速的变化按直线变化,由此从理论上导出了有效粘度表达式 然后将有效粘度代人stokes理论解中,再和宾汉沉降阻力的量纲分析表达式进行比较,分别求出滞流区、紊流区、过渡区的沉降阻力系数表达式为 (滞流区) (紊流区) （过渡区）        式中k,v，均为待定常数，需要实测资料确定，作者通过对实测资料的分析得到k=1063-4.0,而雷诺数用下式计算： 滞留区的最大不沉淀颗粒为： 通过上式计算得到的CD-Re关系曲线很有规律,与清水的CD-Re关系曲线相类似。 姜乃迁在“球体在紊动浑水中沉降的实验研究”的硕士论文中，用Valentik和Whitemore等人在六十年代做过的较为系统的实验资料，Ansley和Smith的资料及自己的资料，均在曲线下面。 西德卡尔斯鲁大学M.Weber教授研究了单颗粒球体在宾汉体中的沉降规律.从力的平衡出发,导出了球体在宾汉体中沉降的阻力系数是宾汉极限切应力 的函数,再通过阻力系数与宾汉雷诺数的相关关系,求得各流区的阻力系数表达式。 三． 研究的方法与技术路线： 1.研究的方法 （1）参考文献法：对相关 （2）调查法：调查不同的翻译方法所得出的不同译文对读者的接受度和欣赏效果。 （3）归纳法：通过一系列的实例分析概括总结英汉含数字习语的翻译策略。 2. 技术路线 （1）利用学校图书馆和网络资源，收集本课题研究的相关文献等理论依据进行详实地参考，为论文奠定坚实的理论基础。 （2）比较与对照法：通过比较和对照，分析不同翻译方法对含数字习语翻译的优缺点。 （3）理论思辨法：在现有理论基础上，针对现状做出自己的分析，提出适合本课题研究 的理论框架。书籍、文献资料。 （4）对搜集到的文献资料进行分类、分析、对比、归纳，提出自己的理论框架和解决问 题的办法。 （5）经常与导师联系和交流，接受导师的帮助和指导。 四． 阶段进度 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 。 第一阶段：1周-4周，收集与翻阅相关资料文献，熟悉课题。完成英文翻译和开题报告，为毕业设计打一个好的基础。 第二阶段5周-11周，完成颗粒在牛顿流体中随雷诺数变化以及随壁面变化的建模、网格划分以及边界条件设定稳态流场模拟计算。得到不同雷诺数下颗粒所受阻力的变化以及阻力系数的变化，最后模拟壁面对颗粒沉降的影响。完成论文。 第三阶段：12周-15周，绘制图纸，撰写设计说明书。对设计有问题处进行修改和完善，准备答辩。 参考文献 [1] 万兆惠、钱意颖、钱宁,黄河的高含沙水流间题.1978。 [2] 蔡树堂,泥浆的力学性质和砂粒在泥浆中运动时所受的阻力.应力数学和力学,1981.6。 [3] Ansley,R.,W.and smisth,T,N.,Motion of Spherical Particles in Bingham Plastic AIChe，End,Jour,Vol,13,No,6,1967 [4] 徐明权、吴德一,球体在宾汉浆体中沉降特性分析,水利学报,1983.11. [5]Valentik,L,andWhitemoe,R.L.,TheTerminal velocity of Shheres inBingham platics. Brit.Jour.Appl.Phys,vol.16,1965. [6]姜乃迁,球体在紊动浑水中沉降的实验研究.硕士论文,1987.6. [7]M,Weber,Berekslehtjgung rheologischer Elnlusse im Druckverlust des horizontalen hydraulischen Feststoffransports polydisperser Stoffe Transmatic,1985,Karlsruhe. [8] 大连工学院,流体力学基础.p175. [9] E .J.瓦斯普,固体物料的浆体管道输送.黄委会翻译.水利出版社.1077。 [10] G.W.戈威尔,复杂混合物在管道中的流动.石油工业出版社,l,83.8. [11]钱宁、万兆惠,泥沙运动力学沙.425,1983.12,科学出版社. [12] 王国强.冯三利. 崔会杰 清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用 天然气工业,2006,26(11):104-106. 指导教师意见： 指导教师签名： 年    月    日 系(教研室)意见： 主任签名： 年    月    日