非均相催化精馏过程模拟

针对既有可逆平衡反应又有非平衡反应的催化精馏过程,提出了一组适用于非理想系统的微分数学模型和新的模拟算法,即用反应速率方程计算非平衡反应的反应量,用可逆反应平衡常数作为组分浓度的约束,使迭代变量数减少;联用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｏｓｎ迭代法和多目标打靶法对模型求解。用该算法模拟了填料塔中苯烃化催化精馏过程,模拟结果表明,该算法收敛速度快,稳定性好,与实验值吻合较好。     

丙酮裂解非等温管式反应器模拟

建立了丙酮在非等温管式反应器中裂解的一维模型。通过Matlab软件对年产1万t丙酮裂解反应器进行了模拟计算和分析。模拟了反应温度、丙酮转化率沿反应器轴向分布，计算了反应器体积等重要参数，与实际工况数据相比，模拟结果相对误差较小。模拟结果证明，提高管间加热可以使丙酮裂解达到更高的反应转化率。     

乙烯裂解炉管内裂解反应的CFD模拟

应用计算流体力学(CFD)软件Fluent6.2,采用详细化学反应机理模型一涡扩散概念(EDC)模型,对乙烯裂解炉2-1型反应管内主反应进行了三维数值模拟.模拟结果表明,EDC模型可正确求解裂解反应,主要产物收率与工业数据吻合较好;沿反应管轴向油气吸热升温,裂解反应加剧,产物产率逐渐发生变化;沿反应管径向存在明显的流体流速和温度的变化,而产物产率的变化没有流体流速和温度的变化明显.     

环己醇脱氢制环己酮工艺的动态模拟

通过对环己醇脱氢反应器的类型及物料的流动方式进行分析，依据物料衡算和能量衡算关系式，结合在铜锌催化剂下脱氢反应动力学模型，建立了环己醇脱氢反应器的一维拟均相动态数学模型，得到了环己醇转化率及温度沿轴长的分布。模拟结果与实际生产过程相符，表明所建立的模型能够准确地模拟工艺过程。     

油膜温度呈三维分布的推力轴承润滑计算

在进行水电机组推力轴承的润滑计算时，考虑了油膜温度沿厚度方向的变化，以及油膜上、下表面的热传递；变以往的绝热能量方程式为非绝热能量方程式，实现了油膜温度分布的完全三维求解．计算结果与实测值比较有很高的精度．     

制冷剂通过毛细管时汽化起始点的试验确定及影响因素分析

本文介绍了制冷剂流过毛细管时压力和温度沿管长分布规律的试验过程及从试验数据确定汽化起始点的方法,并对影响汽化起始点位置和汽化欠压的各有关因素造行了分析,为关系式拟合和理论分析提供了物理基础。     

半导体制冷系统电极非稳态温度场的数值分析

针对热电制冷系统中电偶极在电场与温度场的耦合作用下非稳态温度变化特性 ,重新推导和分析了热电制冷过程的微分方程式 ,进行了数值模拟和计算 ;详细地分析了几个非稳态工况对冷端温度影响的因素 ;通过对其非稳态数值的模拟和分析 ,得出了热电制冷系统的冷热端在非稳态过程中的基本变化规律     

自由能最小化方法处理复杂化学平衡体系的计算探讨

本文简单阐述了用自由能最小化方法来计算复杂反应体系平衡组成的原理。在数学上采用了线性化迭代方法,即把极值化列出的非线性方程组近似为线性方程组进行迭代求解。用BASIC语言设计了计算程序,对甲烷造气反应体系上机运行,给出了不同温度下平衡组成及组成温度关系曲线。最后对复杂反应体系平衡计算中解的唯一性、初始平衡估计值等问题进行了讨论。     

单壁碳纳米管热导率几个问题的定量描述与分析

通过数据拟合,建立单壁碳纳米管的热导率与温度和管长的关系式、单位体积比热随温度变化的关系式,并进一步得出声子平均自由程随温度和管长变化的关系式.利用这些关系式定量分析热导率随温度和管长的变化,研究热导率—温度关系曲线达到峰值应当满足的条件以及影响峰值位置的因素.提出不同于指数函数的描述热导率的管长依赖性数学表达式,该式可以描述热导率随管长的增加趋于有限值的情形.定量分析声子平均自由程随温度和管长的变化,探讨热导率随管长增加趋于有限值的原因.     

醋酸甲酯催化精馏水解实验的过程模拟

用微分模型对醋酸甲酯催化精馏水解实验进行过程模拟 .以Muller法迭代计算水解率 ,并在求解微分方程组时作了一定的改进 ,达到收敛稳定、计算速度加快和提高计算精度的效果 .模拟了醋酸甲酯水解工艺参数与水解率之间的影响关系 ,结果与实验值吻合良好     

冻结条件下土壤水热耦合迁移数值模拟的改进

根据冻结条件下土壤水分运动和热量迁移的基本方程，推导出了冻土水热耦合方程，并构造了采用变化的空间步长和自动调节时间步长的全隐式有限差分计算格式，使模型求解中的迭代计算过程大为简化，计算速度有很大提高。用本模型对张掖壤土的室内冻结过程进行了模拟，土壤水分、温度的计算值和试验值吻合较好。计算结果表明，该方法不仅能模拟冻结过程中土壤水分、温度的变化，且在计算中土壤含水量较低时不需要在冻结区引入冰的阻抗系数的概念，较好地改进了已有的数值模拟，为模拟各种不同条件下的土壤冻结过程创造了条件。     

Simulation of Whole Periodic Operation of Naphtha Pyrolysis

IntroductionEthylene is the organic material produced in largeamounts industrially,and the increase growth ofits production even exceeds the growth rate of theGDP[1] .The technology level ofthe steam crackingfurnaces is the mostimportantkey to the economi…     

稳定温度分层流的数值模拟与实验研究

温度分层流是一种常见的自然现象,准确模拟海洋环境中的稳定温度分层流动具有重要的理论和实际应用价值。建立了描述温度分层流运动的质量、动量和能量守恒方程,采用改进型的k-ε湍流模型模拟分层流运动的流动与传热强耦合过程。运用有限体积法,使用滑移壁面、给定壁面温度函数与来流温度函数相结合的方法,对现有温度分层模拟方法进行了改进,实现了垂直方向上任意温度曲线的分层流温度场的稳定数值模拟。采用辐射加热灯加热水槽流体表面,形成了流体的温度分层。通过与分层流水槽模型试验的对比,证明了该方法的可行性与准确性。     

可动凝胶调驱快速模拟方法研究

为了解决目前可动凝胶深部调驱数值模拟计算速度慢、数值弥散现象严重的问题，针对高含水期油田开采的特点，建立了可动凝胶调驱的油水两相八组分数学模型。采用流线方法将求解饱和度的三维问题转化为一维问题求解。流线上的饱和度方程属于典型的对流扩散方程，采用算子分离算法将该方程分解成一个双曲型方程和一个抛物型方程，并采用各自稳定性好的差分格式分别求解，提高了求解的速度和精度。设计了一个正韵律剖面模型。对影响可动凝胶调驱的注入参数和地层参数进行了敏感性分析。结果表明，随着聚合物浓度、聚胶比、注入体积、成胶时间的增加，采收率提高幅度均有所增加；纵向窜流程度增加，可动凝胶词驱效果变好。     

注汽井井筒温度分布的模拟计算

现场使用的注汽井井筒模拟软件存在的主要问题是对隔热井筒的节点划分过粗 ,未考虑隔热油管接箍和伸缩管等对井筒温度分布的影响 ,其计算结果误差较大。针对这一问题建立了井筒温度分布精细描述数学模型 ,编制了新的计算软件 ,此软件考虑了接箍处轴向导热的影响 ,改进了地层热阻的计算方法 ,并采用新方法计算环空隔热介质的导热系数。对隔热油管外管壁温度分布进行的局部加密处理后的计算结果更能接近实际热损失情况。分别用数值解法和解析法求解了隔热管外管壁的温度分布。与现场测试数据的对比说明 ,精细模型计算的结果准确度高 ,能满足工程精度的要求 ,对地层热阻、环空隔热介质等的分析计算比较可靠。     

基于Monte Carlo方法的扩散光在组织体中传输过程研究

光在组织体中的传输过程是扩散光的随机吸收和散射的过程,采用辐射传输方程来表示,由于方程比较复杂,无法直接得到解析解,传统方法是通过蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真模拟。通过对经典蒙特卡罗方法中的步长和权重的更改,完成对光子在组织体中传输过程的快速仿真。在相同的仿真条件下,同时对经典蒙特卡罗方法和改进的方法进行仿真实验,改进方法能够大幅度提高仿真速度;并对于含有异质子的组织体进行仿真,结果表明改进的方法不仅提高了速度,而且保证了实验结果的准确性。     

水平式金属管浮子流量计的仿真与实验

利用基于计算流体力学的流量传感器设计方法实现了对适合安装于水平管道的特殊结构的金属管浮子流量计三维湍流流场的数值仿真研究．流场仿真所需的模型采用GAMBIT软件建立，通过FLUNT软件进行仿真，仿真过程中利用受力平衡来控制计算精度．数值仿真结果和物理实验结果比较，浮子受力平衡误差绝对值为2．01％时，流量误差绝对值为0．70％，证实了仿真结果的准确性．同时，利用流场仿真信息对流量传感器结构做了进一步的优化，解决了水平式金属管浮子流量计在大流量下的浮子振动问题．     

基于扩展有限元法的粘聚裂纹模型

为了能利用通用程序模拟沿任意路径的裂纹扩展问题,利用一种预设虚节点法在通用有限元程序(ABAQUS)平台上实现扩展有限元法功能,推导了基于扩展有限元法的粘聚裂纹模型控制方程。利用上述模型对三点弯梁的开裂过程进行了模拟。计算结果与相应文献中给出的结果及ABAQUS粘聚单元法的模拟结果进行了对比,吻合良好。计算结果表明,扩展有限元法能有效地进行开裂过程的模拟,尤其是在开裂路径未知、难以预先设定网格边界作为裂纹面的情形。基于扩展有限元法的粘聚裂纹模型为准脆性材料的开裂过程模拟提供了一种有效途径。     

铝薄板电磁铸造工艺参数的数值优化

通过对铝薄板电磁铸造过程中温度场的数值模拟研究了逆流导热距离、冷却水量、浇注温度和液柱高度等对铸造速度的影响。结果表明：（１）浇注温度和液柱高度影响不大;（２）本工艺条件下,逆流导热距离每增加５ｍｍ,稳态铸速降低０．５ｍｍ／ｓ;（３）冷却水量增加一倍,稳态铸速提高０．２ｍｍ／ｓ。计算所得的铸速曲线适合于电磁铸造的实时控制,为进一步优化铸造工艺奠定了良好的基础。     

三维注塑充模过程有限分析模拟

温度与压力的变化是影响注塑成形的重要因素,该文从注塑模型中聚合物的流变行为的理论入手,根据流变学原理及粘弹力学理论,建立了聚合物熔体在薄缝型内流动的压力方程和温度方程,推导出注塑成型充填过程的有限分析解;对三维薄壁箱体充填过程进行了模拟,分析了模拟结果中压力与温度的变化情况,模具设计人员可通过预测压力与温度变化来分析充填过程是否合理。