超常颗粒多相流体动力学

超常颗粒多相流体动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:林建忠
出品人:
页数:316
译者:
出版时间:2008-3
价格:58.00元
装帧:
isbn号码:9787030211279
丛书系列:
图书标签:
  • 多相流体动力学
  • 颗粒流动
  • 超常流体
  • 流变学
  • 数值模拟
  • 颗粒输运
  • 复杂流体
  • 工业应用
  • 传热传质
  • 分离技术
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具体描述

《超常颗粒多相流体动力学》对圆柱状颗粒两相流场进行了系统的论述,内容包括颗粒的受力分析和取向分布;颗粒间的直接相互作用;单个核多个颗粒在流体中的沉降,含圆柱状颗粒的混合层、圆射流、边界层、槽道流、圆管流、楔形收缩流和T形槽道流场中颗粒的运动和取向及流场的流变特征;含圆柱状颗粒的槽道流、圆管流、边界层和Taylor-Couette流场的动力稳定性。

好的,这里有一份关于一本名为《超常颗粒多相流体动力学》的图书简介。这份简介将专注于该领域相关的其他关键概念和前沿研究方向,避免直接提及原书名或具体内容,旨在构建一个独立、详实且富有专业深度的图书概览。 --- 图书简介:复杂介质中的流动机理与界面输运 本书深入探讨了由离散相与连续相相互作用构成的复杂多尺度系统的动力学行为。聚焦于颗粒、液滴、气泡等分散相在流体基质中的运动、相互作用及其对宏观输运性能的影响,旨在为理解和模拟工程实践中普遍存在的复杂流场提供坚实的理论基础与计算工具。 第一部分:基础理论与模型构建 第一章:多相流的分类与基本守恒定律 本章首先系统梳理了多相流动的基本分类框架,包括气-液、气-固、液-固以及复杂的三相或四相体系。重点阐述了动量、质量和能量在多相系统中的守恒原理,并引入了相间作用力的概念,如曳力、浮力、马格努斯力以及范德华力等。讨论了相间界面动量交换的定量描述方法,为后续的相界面建模奠定基础。 第二章:相间动量传递的微观机制 深入剖析了单个颗粒或液滴在流场中的运动学特性。详细介绍了不同雷诺数(Re)和斯托克斯数(St)范围内的阻力系数计算模型,包括考虑颗粒形变、表面粗糙度以及电荷效应的修正模型。特别关注了高体积分数情况下颗粒间的接触碰撞模型,区分了弹性、塑性和粘性碰撞的动力学差异,并讨论了颗粒团聚和破碎过程对整体流动的影响。 第三章:描述复杂流场的宏观方程 本章侧重于宏观尺度上描述相间平均运动的控制方程组的推导。详细介绍了欧拉-欧拉(Euler-Euler)框架下的双流体模型(Two-Fluid Model, TFM),阐述了相间交换项(Interfacial Exchange Terms)的精确构建方法,如动量传递张量。此外,对欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange)方法在跟踪分散相轨迹方面的适用性及其局限性进行了讨论。 第二部分:界面现象与输运过程 第四章:湍流与相间能量耗散 湍流是驱动许多工业过程的关键因素。本章探讨了湍流场中颗粒的输运和分散机制。引入了湍流调制效应(Turbulence Modulation),即颗粒对连续相湍流脉动的修改作用,以及湍流脉动对颗粒运动的影响。详细分析了湍流对相间传热传质过程的增强作用,并提出了适用于非均匀湍流场中相间能量交换的经验模型与修正系数。 第五章:界面迁移与相变动力学 本部分聚焦于涉及相变的流动系统,如沸腾、凝结和溶解过程。详细分析了液滴蒸发或气泡成核与成长的界面动力学。讨论了热边界层和质量扩散边界层在相变速率控制中的作用。通过分析魏斯曼数(Weissenberg Number)和毕肖夫数(Biot Number),阐明了界面张力梯度和温度梯度对局部流动结构的影响。 第六章:颗粒床与床层流化动力学 专门针对颗粒床和流化床系统进行深入研究。阐述了最小流化速度的确定方法,并详细分析了流化床中的返混现象和气泡动力学。提出了基于固含率梯度的非均相流化模型,并探讨了颗粒在流化床内因颗粒尺寸分布(PSD)差异导致的层化和偏析现象。 第三部分:数值模拟方法与前沿应用 第七章:直接数值模拟与介尺度方法 随着计算能力的提升,直接模拟方法为揭示微观机理提供了可能。本章介绍了直接数值模拟(DNS)在模拟颗粒与湍流相互作用中的应用。随后,重点讨论了介尺度方法,特别是颗粒动力学模拟(DEM)与计算流体力学(CFD)的耦合策略(DEM-CFD),阐明了实现精确耦合的关键挑战,如信息传递和时间尺度的匹配。 第八章:格子玻尔兹曼方法在多相流中的应用 作为一种新兴的介尺度数值方法,格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method, LBM)因其易于处理复杂几何边界和多相界面而受到关注。本章详细介绍了LBM的演化方程、多松弛时间模型,并重点讲解了如何利用相场模型(Phase-Field Model)或虚体单元法(Ghost Cell Method)来精确捕捉气-液界面的动力学行为。 第九章:面向工业应用的优化与设计 本章将理论和计算方法应用于实际工程问题。探讨了气固反应器(如催化裂化单元)中的流场均匀性优化;分析了浆态反应器中搅拌能耗与混合效率的平衡;并对固液分离过程中的沉降与絮凝动力学进行了建模预测。讨论了如何利用灵敏度分析和优化算法指导反应器几何形状和操作参数的设计。 结语:展望未来研究方向 本书的最后总结了当前多相流体动力学研究的前沿和瓶颈,包括超高雷诺数下的颗粒湍流耦合、生物流体中的软物质颗粒相互作用,以及跨尺度模拟的统一框架构建。 目标读者: 本书面向流体力学、化学工程、能源工程、材料科学等领域的资深研究人员、博士研究生以及从事复杂流体系统设计的工程师。它不仅是严谨的学术参考,也是指导下一代多相流模拟与实验研究的工具书。

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