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第1章 稠密两相流动的基本方程 1

1.1 雷诺输运定理-守恒方程的一般形式 2

1.1.1 雷诺输运定理 2

1.1.2 两相守恒方程 6

1.2 一维气固两相流动 7

1.3 一维颗粒流和固相弹性模量 11

1.3.1 固相弹性模量 11

1.3.2 颗粒流热力学 14

1.4 气固两相流的特征方程和特征线 16

1.4.1 特征方程 16

1.4.2 特征线 17

1.5 气固两相的动量传递 19

1.5.1 流体颗粒相间作用关联式 20

1.5.2 流体颗粒流动的能量耗散 23

1.6 气固多尺度能量耗散最小模型和多尺度曳力计算模型 25

1.6.1 颗粒团聚效应 25

1.6.2 多尺度体系守恒方程 29

1.6.3 多尺度能量耗散最小方法 33

1.6.4 双变量极值原理 36

1.6.5 微观-介观-网格方程组和多尺度曳力系数模型A 38

1.6.6 多尺度曳力系数模型B 41

1.6.7 循环流化床多尺度模拟 43

1.7 高浓度气固两相流的密度波和压力波的传播 45

1.7.1 流化床气固两相流的密度波传播 45

1.7.2 高浓度气固两相流的压力波传播 47

1.8 流化床提升管内气固两相流动 49

1.9 本章小结 52

参考文献 53

第2章 颗粒动理学理论 55

2.1 颗粒碰撞动力学和输运现象的初等理论 55

2.1.1 颗粒碰撞动力学 55

2.1.2 输运现象的初等理论 60

2.2 Boltzmann积分-微分方程 62

2.3 颗粒动理学基本方程 65

2.4 颗粒属性的碰撞输运 67

2.4.1 固相压力和黏性系数 67

2.4.2 颗粒相碰撞能传递系数 70

2.5 颗粒碰撞的能量耗散 72

2.6 颗粒径向分布函数 72

2.7 颗粒拟温度的试验 77

2.8 颗粒压力的试验 80

2.9 颗粒黏性系数的试验 85

2.10 颗粒动理学的应用 86

2.10.1 颗粒流剪切流动 86

2.10.2 高颗粒浓度密相流动的颗粒拟温度 87

2.10.3 低颗粒浓度稀疏流动的颗粒拟温度 88

2.10.4 鼓泡流化床气固两相流动 89

2.10.5 循环流化床气固两相流动 93

2.10.6 颗粒惯性流 101

2.10.7 气固提升管环核流动 103

2.11 本章小结 104

参考文献 104

第3章 混合颗粒流颗粒动理学 106

3.1 混合颗粒的碰撞动力学 107

3.1.1 混合颗粒碰撞动力学 107

3.1.2 混合颗粒流输运现象的初等理论 110

3.2 多组分颗粒Boltzmann方程和输运方程 111

3.2.1 组分颗粒质量守恒方程 111

3.2.2 组分颗粒动量守恒方程 112

3.2.3 组分颗粒的颗粒拟温度守恒方程 112

3.3 多组分颗粒的扩散应力和碰撞应力 113

3.3.1 组分颗粒的弥散应力和弥散能量通量 113

3.3.2 组分颗粒的碰撞应力 113

3.4 颗粒组分的碰撞动量传递 117

3.5 颗粒组分的颗粒碰撞能流率和耗散 118

3.5.1 颗粒组分的颗粒碰撞能流率 118

3.5.2 颗粒组分的颗粒碰撞能量耗散 120

3.6 液固流化床双组分颗粒拟温度的试验与测量 122

3.7 多组分颗粒径向分布函数 126

3.7.1 离散颗粒硬球模型 126

3.7.2 双组分颗粒径向分布函数 127

3.8 鼓泡流化床多组分颗粒流动数值模拟 130

3.8.1 鼓泡流化床双组分颗粒流化过程 130

3.8.2 鼓泡流化床双组分颗粒的分层流化 134

3.8.3 双组分颗粒最小流化速度 136

3.9 燃煤循环流化床锅炉气固流动的数值模拟 137

3.9.1 燃煤循环流化床锅炉气固流态 137

3.9.2 燃煤循环流化床锅炉流动与反应特性 140

3.10 均等组分颗粒拟温度的混合颗粒动理学模型 144

3.11 本章小结 147

参考文献 148

第4章 粗糙颗粒动理学 150

4.1 粗糙颗粒碰撞动力学 151

4.2 粗糙颗粒的Maxwell-Boltzmann方程 155

4.2.1 粗糙颗粒输运方程 155

4.2.2 粗糙颗粒守恒方程 156

4.3 粗糙颗粒平动能和转动能 158

4.4 粗糙颗粒碰撞的动量输运 160

4.5 粗糙颗粒碰撞能量的传输和耗散 164

4.5.1 粗糙颗粒热流通量 164

4.5.2 粗糙颗粒碰撞能量耗散 165

4.6 粗糙颗粒动理学模拟气固鼓泡流化床的流化 167

4.7 粗糙颗粒动理学模拟循环流化床提升管气固两相流动 174

4.8 近似粗糙颗粒动理学 178

4.8.1 三参数粗糙颗粒动力学和输运方程 178

4.8.2 粗糙颗粒剪切流动和三参数简化粗糙颗粒动理学方程 182

4.9 本章小结 183

参考文献 184

第5章 各向异性颗粒动理学-颗粒流矩模型 185

5.1 各向异性的颗粒碰撞动力学 185

5.2 各向异性颗粒输运方程 187

5.3 颗粒相Hermite多项式 189

5.4 碰撞颗粒属性的耗散和传递 191

5.4.1 碰撞颗粒能量耗散的求解 191

5.4.2 碰撞颗粒能量传递的求解 194

5.5 三阶矩的封闭 194

5.5.1 基于输运现象初等理论的三阶矩封闭模型 194

5.5.2 基于线性理论的三阶矩封闭模型 195

5.6 颗粒与壁面的颗粒流矩边界条件 197

5.7 气固循环流化床提升管的颗粒流二阶矩分布 198

5.8 气固鼓泡流化床的颗粒流二阶矩分布 206

5.9 本章小结 209

参考文献 210

第6章 黏附性颗粒动理学 212

6.1 黏附性颗粒碰撞动力学 212

6.2 黏附性颗粒动理学 215

6.2.1 黏附性颗粒的应力 216

6.2.2 两个重要积分 219

6.2.3 应力项第一部分的积分求解 221

6.2.4 应力项第二部分的积分求解 223

6.2.5 黏附性颗粒的碰撞压力分量和黏性系数分量 224

6.3 黏附性颗粒的碰撞热流通量 225

6.4 黏附性颗粒团聚直径 226

6.5 流化床气体黏附性颗粒两相流动 228

6.6 本章小结 236

参考文献 236

第7章 稠密气固两相流的固相大涡模拟方法和亚格子尺度模型 238

7.1 稠密气固两相流固相亚格子尺度模型 238

7.1.1 可解尺度气相守恒方程 239

7.1.2 可解尺度颗粒相守恒方程 240

7.1.3 可解尺度颗粒拟温度方程 242

7.2 提升管内气固两相流动过程 243

7.3 化学链反应器气固两相流动 249

7.4 稠密气固周期撞击流 255

7.5 本章小结 258

参考文献 258

第8章 颗粒流的构型温度和高浓度弹性-惯性颗粒流模型 260

8.1 颗粒流的构型温度和摩擦-碰撞颗粒流模型 261

8.1.1 颗粒流的构型温度 261

8.1.2 离散颗粒软球模型和颗粒力链构型 262

8.1.3 颗粒构型温度和颗粒广义温度 265

8.1.4 摩擦-碰撞颗粒流模型与模拟 271

8.2 线性叠加摩擦-碰撞颗粒流模型 273

8.3 气固喷动床两相流动 278

8.4 导向管喷动床气固两相流动 281

8.5 多孔导向管喷动床气固两相流动 282

8.6 本章小结 285

参考文献 286