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第1章 绪论 1

1.1多相流动 1

1.2连续介质与离散颗粒 2

1.3描述流动的两种基本方法 2

1.4两相流研究的发展与现状 4

第2章 两相流的分类及多相系统的研究方法 6

2.1两相流的流型及分类 6

2.2研究多相系统的基本方法 10

第3章 研究气固悬浮系统的主要参数 12

3.1系统的特征参数 12

3.1.1单颗粒的基本性质 12

3.1.2颗粒相的粒度分布、容积份额与空隙度 16

3.1.3颗粒相、流体相及其混合物的表观密度 21

3.1.4质量比与质量流率比 21

3.1.5颗粒间的平均间隔 22

3.2沉降速度与松弛时间 22

3.2.1颗粒在流体中的沉降速度 22

3.2.2颗粒与流体间作动量交换的松弛时间 23

3.3多相悬浮体的扩散系数与粘度 25

3.3.1颗粒群在气流中的扩散系数 25

3.3.2多相悬浮体的粘度 29

3.3.3颗粒与流体以及颗粒与颗粒的作用距离和稀相悬浮体的定义域 30

第4章 颗粒在气流中的受力与运动 33

4.1颗粒在流体中运动的阻力或曳力 33

4.1.1单个颗粒在流体中运动的阻力 33

4.1.2颗粒群的运动阻力、沉降速度和松弛时间 36

4.2气固悬浮体中颗粒受到的其他作用力及单颗粒的运动方程 38

4.2.1马格努斯旋转提升力 38

4.2.2萨夫曼剪切提升力 39

4.2.3压力梯度力 40

4.2.4热作用力 40

4.2.5虚拟质量力 41

4.2.6倍瑟特力 42

4.2.7范德华斯力 42

4.2.8场力 42

4.2.9碰撞阻力 44

4.2.10单颗粒在气流中的运动方程 46

第5章 描述流体相及气固两相流动的基本方程 48

5.1流体与流动的基本特征 48

5.1.1理想流体与粘性流体 48

5.1.2牛顿型流体与牛顿粘性定律 48

5.1.3非牛顿型流体 48

5.1.3.1宾汉塑性流体（Bingham-plastic fluid） 49

5.1.3.2假塑性流体（pseudo-plastic fluid）和涨塑性流体（dilatant fluid） 49

5.2流体动力学控制方程 50

5.2.1连续性方程 50

5.2.2动量守恒方程 52

5.3湍流流动 57

5.3.1湍流流动的基本特征 57

5.3.2湍流基本方程 58

5.3.3湍流数值模拟方法 59

5.3.4标准k-ε两方程模型 60

5.4气固两相流数值模拟 61

5.4.1气固两相流的模拟方法 61

5.4.2气固两相流的基本方程以及相间的耦合 61

5.4.2.1连续相流动控制方程 61

5.4.2.2离散相控制方程 62

5.4.2.3相间的耦合 63

第6章 多相流数值模拟常用数学模型 64

6.1无滑移单流体模型 64

6.1.1模型的应用背景及特点 64

6.1.2主要数学模型 64

6.2双流体模型 65

6.2.1模型的应用背景及特点 65

6.2.2主要数学模型 65

6.2.2.1守恒方程 65

6.2.2.2相间交换系数 66

6.2.2.3固体压力 70

6.2.2.4固体剪切应力 70

6.2.2.5颗粒拟温度 71

6.2.2.6湍流模型 72

6.3 VOF模型 76

6.3.1模型的应用背景及特点 76

6.3.2主要数学模型 76

6.3.2.1守恒方程 77

6.3.2.2界面附近的插值 78

6.3.2.3表面张力和壁面粘附 79

6.4颗粒轨道模型 81

6.5描述颗粒之间相互作用的模型 82

6.5.1软球模型 82

6.5.1.1模型的应用背景及特点 82

6.5.1.2主要数学模型 83

6.5.1.3模型参数的确定 84

6.5.2硬球模型 86

6.5.2.1模型的应用背景及特点 86

6.5.2.2主要数学模型 87

6.5.3直接模拟蒙特卡洛（DSMC）方法 88

6.5.3.1模型的应用背景及特点 88

6.5.3.2主要数学模型 88

第7章 数学模型的求解与数据的后处理方法 93

7.1基于欧拉框架下的连续相求解 93

7.1.1计算流体力学的求解过程 93

7.1.2基于有限体积法的计算区域及控制方程的离散 95

7.1.3基于SIMPLE算法的流场数值计算 103

7.1.4商用CFD软件求解气相场的基本方法 111

7.1.4.1常用的CFD软件 111

7.1.4.2 FLUENT简介 115

7.1.4.3 FLUENT实例操作步骤 121

7.2基于拉格朗日框架下的固相求解 136

7.2.1求解方法 136

7.2.2实例分析 137

7.3气固两相间的单向耦合与双向耦合 138

7.4后处理方法 139

7.4.1数据的存储与读取 139

7.4.1.1顺序文件的打开与关闭 140

7.4.1.2顺序文件的读写 140

7.4.2计算结果的绘图 141

7.4.2.1 Visual Basic绘图方法 141

7.4.2.2 AutoLISP绘图方法 148

7.4.3动画制作 150

第8章 气固两相流动数值模拟的应用 154

8.1料仓中颗粒卸料过程的流动特性 154

8.2球磨机内不同粒径颗粒的运动特性 158

8.3循环流化床内气固两相流动特性 160

8.4单喷口流化的数值模拟 161

8.5洗涤冷却室内含渣气体穿越液池的气泡特性及气固分离过程 163

8.6细长杆状颗粒流化特性研究 165

8.7丝状柔性颗粒流化特性的数值模拟 169

8.8大型袋式除尘器内流场的调节与优化 176

8.9循环流化床脱硫塔内气流分布的调节 181

参考文献 186