【摘 要】
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液—液萃取是化工体系中广泛应用的分离技术.它具有选择性高、分离效果好、适应性强等优点.液—液萃取过程中的两相流动和相际传质极为复杂,两相的密度差、粘度、互溶度、界面张力及体系纯度等许多因素对其都有重要影响.Marangoni效应是液—液萃取过程中的重要现象.对液-液系统液滴传质的Marangoni效应的研究论著中,目前还未见有数值模拟方面的工作.本文对单液滴在不互溶介质中运动和传质过程进行了数值模
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液—液萃取是化工体系中广泛应用的分离技术.它具有选择性高、分离效果好、适应性强等优点.液—液萃取过程中的两相流动和相际传质极为复杂,两相的密度差、粘度、互溶度、界面张力及体系纯度等许多因素对其都有重要影响.Marangoni效应是液—液萃取过程中的重要现象.对液-液系统液滴传质的Marangoni效应的研究论著中,目前还未见有数值模拟方面的工作.本文对单液滴在不互溶介质中运动和传质过程进行了数值模拟,考虑轴对称情况,采用正交贴体坐标变换,通过协变Laplace方程将液滴内外的求解区域变换成计算平面上几何形状规整的正方形区域.采用Ryskin等人的ADI方法求解动量方程在正交贴体坐标系下离散化得到的代数方程组.浓度的对流扩散方程用Patankar提出的控制容积法离散,对流项用幂函数方案离散.
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为了设计生物化工活性物质高效提取的新颖分离结构,采用分子动力学(MD)模拟方法对微尺度流道中的流动状态进行了数值仿真研究,获得了非平衡态下生物分子的流动特性和分离效果.结果表明该方法能快速、有效地预测微流道的结构参数和分离性能,能为发明新型生物分离反应器提供设计依据.
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本文主要针对高层建筑中的升降电梯,用数值方法研究电梯高速运行时的空气动力性能.电梯与电梯井之间存在相对运动,因此属于具有动边界的低速非定常问题.文中简化了物理模型,考虑一个简单几何体在截面为矩形,两端有(部分)开口的通道内以一定速度运动.使用LU分解隐式差分格式进行了三维可压缩粘性流动的数值模拟.此项研究的难点是动边界和动网格的处理,本文使用带有移动网格的分区算法,并针对不同的电梯外形和不同的运动
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本文应用了3种两方程紊流模型:标准的k-ε模型、标准的k-ω模型、Kalitzin等提出的k-g模型以及考虑了压缩性引起的压缩性耗散和压力膨胀的影响可压缩k-ω模型和可压缩k-g模型,结合任意曲线坐标系下的三维雷诺时均可压缩N-S方程组,对三维喷管内的跨-超音速流动和跨音速三维透平叶栅紊流流场进行了数值计算,并对不同紊流模型的计算结果进行了对比.结果表明在模拟三维高速紊流流场的一些复杂流动现象中,
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