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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