【摘 要】
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求解气溶胶通用动力学方程通常使用分区法(SM)和矩方法(MM)。分区方法可以求出颗粒直径分布的详细信息。矩方法不能直接给出颗粒直径分布的详细信息,而是通过计算各阶矩的统
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求解气溶胶通用动力学方程通常使用分区法(SM)和矩方法(MM)。分区方法可以求出颗粒直径分布的详细信息。矩方法不能直接给出颗粒直径分布的详细信息,而是通过计算各阶矩的统计信息来获取颗粒的详细信息。矩方法的计算量非常小,只需要求解几个与粒径分布相关的矩,从而描述气溶胶系统的动力学演化过程。本文使用的泰勒展开矩方法(TEMOM)是一种新型的矩方法。相比于传统的矩方法,TEMOM在解决湍流运动中的气溶胶问题时,由于其具有简单的数学结构和典型的输运方程的特性,TEMOM与CFD的耦合非常具有优势。在传统的研究中,无论采用的哪种矩方法,一般都是将颗粒的分布假设为正态分布,然而在现实生活中纳米颗粒的粒径分布是呈双峰甚至多峰分布的。传统的基于粒径正态分布假设的方法,并不能完美适用于真实条件的模拟。因此需要针对多峰问题发展新的方法。本文所使用的双峰泰勒展开矩方法(B-TEMOM)方法是一种求解气溶胶双峰问题的新型方法。本文通过使用B-TEMOM与Fluent软件对燃烧法生成二氧化硅颗粒进行仿真模拟,网格的划分则采用较为先进的ICEM软件。使用Fluent进行流场的模拟分析,颗粒场则使用Fluent的用户自定义函数(UDFs)编写将B-TEMOM写入UDS求解,作为颗粒项的输运方程方程。通过与现有实验数据对比,证明了使用B-TEMOM模拟燃烧法制备纳米颗粒的方法是可靠的。
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