传输过程数值模拟PDF电子书下载

1 粘性流体动力学的基本方程式 1

1.1 流体的输运性质 1

1.2 输运定理 6

1.3 连续方程 7

1.4 运动方程 7

1.5 能量方程 8

1.6 组分质量守恒方程 9

1.7 方程组的闭性与状态方程 10

1.8 流体的涡旋运动 11

参考文献 13

2 平面势流 14

2.1 理想不可压缩流体基本方程 14

2.2 复势函数和复速度 15

2.3 复势函数及流动简例 17

2.4 无环流圆柱绕流 24

2.5 镜像法 25

参考文献 27

3 层流 28

3.1 一维层状流动 28

3.2 平面渠道中流动和库塔流 29

3.3 圆管中的哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)流动 32

3.4 两个同心旋转圆筒之间的流动 33

3.5 蠕流 37

3.6 斯托克斯(Stockes)流 38

3.7 奥森(Oseen)流 42

3.8 润滑理论 44

参考文献 48

4.1 引言 49

4 湍流模拟 49

4.2 湍流模拟基础 50

4.3 零方程模型(混合长度模型) 54

4.4 单方程模型(湍动能模型) 56

4.5 k-ε双方程模型 59

4.6 雷诺应力方程模型 68

4.7 其他模型及方法 75

参考文献 80

5 边界层 82

5.1 边界层的概念 82

5.2 边界层的厚度 83

5.3 二维层流边界层 86

5.4 边界层的动量积分方程 95

5.5 湍流边界层 97

参考文献 99

6 矢性流函数——涡量法 100

6.1 矢性流函数——涡量法的发展 100

6.2 两相反应流气相瞬时流场的基本方程 101

6.3 两相反应流气相时均流场涡量输运方程、封闭方程的湍流模型 103

6.4 正交曲线坐标系下矢性流函数——涡量法两相湍流反应流气相流场方程 106

6.5 矢性流函数及其边值性质 114

6.6 涡量—流函数法 118

6.7 正交曲线坐标系控制方程的离散化 124

6.8 结论 129

参考文献 129

7 电磁流体力学 131

7.1 电磁流体的连续介质描述 131

7.2 电磁流体力学控制方程 132

7.3 磁场强度输运方程 133

7.4 电流密度与电磁力 134

7.5 电磁流体湍流的涡量输运方程 135

参考文献 136

8 直流电弧炉传输过程的数值模拟 137

8.1 直流电弧炉内的物理现象 137

8.2 直流电弧炉内电磁流体流动与传热过程的数学模型 138

8.3 数学模型的数值解法 142

8.4 直流电弧炉的速度场、电磁场、温度场 142

参考文献 146

9 直流电弧电渣钢包炉传输过程的三维数值模拟 148

9.1 直流钢包炉技术发展概况 148

9.2 直流电弧电渣钢包炉熔体流动及传热过程的三维数学模型 150

9.3 数学模型的数值方法 160

9.4 直流电弧电渣钢包炉的速度场、电磁场、温度场 161

9.5 循环流量、循环周期、抽引比、物料混均时间 166

参考文献 167

9.6 结论 167

10 顶吹底吹转炉流场的数值模拟 168

10.1 顶吹气体射流冲击下熔池内液体运动的流函数 168

10.2 顶吹氧气转炉深吹下熔池流场的模拟 179

10.3 底吹转炉熔池流场的模拟 186

10.4 偏心底吹转炉三维流场的模拟 190

参考文献 197

11 连铸中间罐流场的三维数值模拟 199

11.1 连铸中间罐的功能 199

11.2 数学模型与数值解法 199

11.3 计算结果与讨论 201

11.4 结论 205

参考文献 206

12.1 连铸结晶器内流动过程的数学模型 207

12 连铸结晶器流体流动的数值模拟 207

12.2 连铸结晶器内流动过程的计算结果 212

12.3 本章小结 226

参考文献 226

13 扁平附壁射流煤粉燃烧器三维流场数值模拟 228

13.1 物理模型及计算区域 228

13.2 数学模型 228

13.3 计算方法 231

13.4 计算结果 231

13.5 结论 235

参考文献 235

14 高炉直吹管煤粉气体两相燃烧数值模拟 236

14.1 控制方程和气相湍流与燃烧的模型 236

14.2 颗粒相运动与反应的控制方程 239

14.3 边界条件及壁函数 240

14.4 计算方法 242

14.5 计算结果与分析 242

14.6 本章小结 247

参考文献 247

15 四角切向燃烧煤粉锅炉气动流场的数值模拟 248

15.1 控制方程 248

15.2 边界条件 249

15.3 求解方法 250

15.4 计算结果与分析 251

15.5 本章小结 257

参考文献 257

16 圆筒燃烧室旋流流场的数值模拟 258

16.1 突扩圆筒燃烧室内双股同心强旋流流场的数值模拟 258

16.2 突扩燃烧室强旋流空气煤粉冷态流场的数值模拟 260

参考文献 263