擋板型管式振蕩流反應(yīng)器流場非對稱性的數(shù)值研究.pdf

1、在擋板型管式反應(yīng)器內(nèi)引入振蕩流動能夠在寬廣的凈流率范圍里顯著強(qiáng)化動量、熱量和質(zhì)量傳遞過程,并能對軸向返混現(xiàn)象進(jìn)行良好的控制。由于絕大多數(shù)發(fā)表的研究工作都是基于二維模擬技術(shù),因此人們對于這一流動過程的三維場結(jié)構(gòu)知之甚少。本文對實(shí)驗(yàn)觀察到的擋板型管式反應(yīng)器中振蕩流場的非對稱現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)的三維數(shù)值模擬研究。研究工作采用了層流和湍流兩類模型,覆蓋了100～5000的振蕩雷諾數(shù)(Re_o)范圍。在模擬中發(fā)現(xiàn),對于完全對稱的邊界條件,流場從軸對稱

2、模式過渡到非對稱模式的轉(zhuǎn)變依賴于模擬計(jì)算所采用的數(shù)值技術(shù):采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變的起始Re_o遠(yuǎn)大于采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格時(shí)。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的起始點(diǎn)依賴于模擬所采用的數(shù)值技術(shù),這顯然是不合理的?；谀M研究結(jié)果,我們推論:在對稱邊界條件下數(shù)值模擬中所出現(xiàn)的流場非對稱性來源于計(jì)算誤差的非對稱積累,而在實(shí)驗(yàn)過程中所觀察到的非對稱性則源自于實(shí)驗(yàn)裝置幾何結(jié)構(gòu)上不可避免地存在的輕微非對稱性。為了考察此類輕微非對稱性的影響作用,本文采