一、DIRECT NUMERICAL SIMULATIONS OF MULTIPHASE FLOWS（论文文献综述）
陈飞国,葛蔚[1]（2021）在《多相流动的光滑粒子流体动力学方法研究综述》文中指出光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics, SPH）具有粒子方法的无网格和全拉格朗日特征,适用于具有界面大变形、不连续性和多物理场的多相流的高精度模拟. SPH方法模拟多相流已有大量报道,具体的实现方式也大不相同.本文首先阐述了采用SPH方法模拟流体的基本控制方程,以及求解过程中需要考虑的流体压力求解、表面张力、固体边界等问题.整理和总结了基于SPH方法进行多相流模拟的主要实现方式:（1）双流体模型的拉格朗日求解器:两相离散为两组独立SPH粒子,并用显式相间作用耦合两相;（2）多相SPH方法:SPH方法对多相流模拟的自然延伸,相间作用由SPH参数隐式描述;（3） SPH与其他离散方法的耦合:差异较大的两相各自采用不同离散方法,发挥不同拉格朗日方法的优点;（4） SPH和基于网格方法的耦合:网格方法处理简单的单相流动主体,获得精度和效率间的平衡.另外,还在模拟参数物理化等方面论述了与SPH方法模拟多相流相关的一些改进和修正方法,并在最后讨论和建议了提高多相流SPH模拟效率和精度的措施.
丁言义[2]（2021）在《水下超空泡航行体多相流演化及流致噪声特性研究》文中研究指明超空泡能减小水下航行体的湿面积从而降低航行体的阻力提高航行体的运动速度因而受到各国学者的广泛关注。空泡的形态和演化机理与水下超空泡航行体的水动力特性有极强的关联性,通气参数,环境扰动以及航行体的攻角都会对空泡演化产生影响,同时空泡演化的非定常流动会产生复杂的流噪声,影响水下超空泡航行体声自导能力以及隐蔽性,因而对空泡流场的演化及流噪声特性都是亟须研究的科学问题。本文采用数值模拟的方法,结合理论分析进行了水下超空泡航行体多相流演化及流致噪声特性研究,其主要内容如下:首先,使用Realizable two-layer k-ε?湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,在考虑周期性扰流的影响的情况下,模拟研究了通气超空泡的水动力特性。通过与现有的实验数据和扰流波速的解析解进行比较,验证了数值方法的有效性。结果表明,扰流的存在影响了超空泡的封闭方式和脱落周期。与没有扰流时相比,扰流导致超空泡脱落和压力脉动的频率增加,并且脱落周期与扰流的频率密切相关。同时,扰流对超空泡内的空化数分布起着重要的作用,空泡内空化数随扰流作用发生周期内的分布变化。此外,研究了各种振幅的扰流对空化器水动力性能的影响,随着扰流波幅值的增加,超空泡的脉动变得更加强烈,此外,通气超空泡的的大小尺寸,升力和阻力与内部波的振幅密切相关。其次,基于大涡模拟（LES）方法并结合Fwowcs Williams-Hawkings（FW-H）方法,计算了无调制和调制通气的超空泡多相流,比较并分析了调制通气对超空泡脱落特性,涡结构特性和超空泡流噪声特性的影响。调制通气可以改变通气超空泡的脱落时间,并可以改善其升力和阻力性能。同时,还可以促进发卡旋涡的形成,使发卡涡变大,并使旋涡结构周期性地演化。此外,尽管调制的通气空化会增强通气口附近的压力脉动,并增加通气空化的自噪声。但是它对远场噪声的影响很小,并且对改善远场的湍流有一定的作用,使远场辐射噪声的总声压级降低。另外,若对尾部闭合为回射流的通气超空泡进行适当的通气调制,可以使得超空泡尾部闭合模式由回射流变为双涡管,同时通气超空泡长度有所增加,阻力系数降低,空泡尾部的涡结构减小且空泡脱落的非定常性降低。同时由于调制通气对超空泡尾部涡结构特性的改善,其辐射噪声较无调制时减小,远场的超空泡航行体流噪声性能有所改善。最后,使用分离涡模拟（DES）方法结合FW-H方法计算了高速水下超空泡航行体的水动力特性和流噪声特性。比较分析了高速运动时自然空化超空泡与通气空化超空泡的水动力特性差异,并研究了高速超空泡水下航行体攻角的改变对航行体水动力特性以及噪声特性的影响,攻角的存在会使得通入的气体沿着空泡上表面向后运动,分离出涡管形成闭合,使得尾部的空泡出现中间凹陷,并随攻角增大形成两个涡管向后泄气,有攻角时流噪声的进场和辐射噪声的总声压级较无攻角时明显增加。
莫海涛[3]（2021）在《集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究》文中研究表明集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺将快速钻进和高效排渣结合,代表着煤矿区地面大直径钻孔先进钻进技术的发展方向之一。我国煤矿区地质条件复杂,不同强度的富水性地层分布广泛,导致空气钻进过程中经常出现反循环不连续、排渣效率低等问题,严重制约钻进效率的提升。针对地层富水性不一的实际情况,提出利用孔底一定高度水柱密封体产生的压力以支撑反循环的形成与稳定的新思路,研究大直径集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制,探索适用于不同富水性地层的大直径钻孔快速钻进方法,具有重要的现实意义。论文以国家重点研发计划课题“复杂地层地面大直径救援井高效钻进及安全透巷技术（2018YFC0808202）”为依托,采用理论分析、数值模拟、相似实验、现场试验等手段,开展了集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究。首先研究了水柱密封反循环钻进技术原理,构建了基于Ф178mm双壁钻杆及Ф850mm集束式潜孔锤的水柱密封反循环物理模型,并以气液两相流相关理论为基础,对反循环过程流型判别及转换等理论进行分析,为论文的研究提供理论支撑。其次通过建立数值仿真模型,采用计算流体动力学方法,以水柱密封反循环过程中的进气量Q、液柱高度H及内管返高h三项关键技术参数为基础,完成正交数值模拟计算,得到了一组能够形成水柱密封反循环的参数匹配模拟方案和三组未能形成反循环的方案,对比分析得出水柱密封反循环的形成是一个由孔底双循环逐步向全孔反循环的发展过程,阐述了双循环通道底部压力在水柱密封反循环形成过程中的变化规律。研制了一套可视化相似实验装置,完成了相似模拟实验,对进气量Q、液柱高度H和内管返高h三项关键参数进行了实验分析,得到了h分别为14m及18m情况下,水柱密封反循环形成的Q-H参数匹配临界值曲线;结合数值模拟计算结果,揭示了水柱密封反循环形成机理。基于多相流模型分析软件的二次开发,以500m深的大直径孔为例,分析了携液量为0.1～0.7m3/min情况下垂直内管气液两相流流动特性,同时基于改进后的三相流模型,分析了携液量为0.1～0.7m3/min及固相含量为3%～6%情况下垂直内管气液固三相流流动特性,得到了内管反循环通道底部压力与孔深的对应变化关系,为水柱密封反循环钻进过程的关键参数控制选择提供参考。最后通过反循环排水试验及钻进排渣试验,验证了水柱密封反循环理论研究成果,并结合大直径孔实际钻进情况,完善了水柱密封反循环钻进工艺方法,同时对集束式气动潜孔锤结构设计进行优化改进。本文研究成果为集束式气动潜孔锤钻进提供了较为合理的水柱密封反循环工艺方法,对大直径钻孔高效钻进技术研究应用具有理论指导与工程借鉴意义。
谢庆墨[4]（2021）在《空泡船潜体非定常多相流及水动力性能时空特性研究》文中研究表明空泡船在航行过程中,由于潜体表面被气体包裹,能够取得良好的减阻效果以提升航行速度。空泡船潜体进行通气的过程中涉及到固、液、气三相间的相互作用,在高速航行时还会伴随自然空化的发生,自由面的存在导致空泡船非定常流动变得更加复杂。开展近自由液面流场演化及水动力特性对空泡船的研发具有重要意义。本文首先针对空泡船潜体附体存在的近自由液面空化现象,以水翼作为基础模型,研究了NACA66水翼在近自由液面条件下的空化流动。通过对比有无自由液面两种工况下的水翼空泡形态与水翼水动力性能,发现自由液面减小了自然空泡长度,导致水翼升力和阻力系数下降,并增加了空泡脱落的频率。此外,通过速度场的动力学模态分解（Dynamic Mode Decomposition,DMD）,发现自由液面减少了每个模态中包含的能量并减小了旋涡的尺度。还通过对比不同深度的水翼空化现象,发现自由液面对水翼空化起到了一定的抑制作用。在此基础上,为探究一端固定一端自由的近自由液面水翼空化流场特性,在自由液面附近模拟了NACA0009水翼的尖端泄漏涡（Tip Leakage Vortex,TLV）空化流动。通过对比有无自由液面两种工况,研究了自由液面对水翼尖端泄漏涡空化的演化和流体动力载荷的特性的影响。在近自由液面的工况下,TLV水翼的升力和阻力系数减小,但是升力系数的脉动频率增加。同时,通过对比有无自由液面两种工况下的涡结构与涡量输运特征,分析了近自由液面的TLV空化的流场演化机理。通过基于DMD方法的前两阶模态对比,发现TLV空化的主要流动特征（包括相干结构和能量分布）与自由液面的存在密切相关。然后,基于对近自由液面水翼空化流动的研究基础,设计了一种带前置螺旋桨的通气潜体,开展了无自由液面下前置螺旋桨与通气潜体耦合效应评估研究。通过对比三种不同工况下的涡结构与截面涡量,发现潜体会干扰螺旋桨叶梢涡向下游的发展特性,并影响结构的水动力学性能,包括推力,阻力和升力。提取了三种不同工况下的螺旋桨水动力性能,发现通气的潜体会导致螺旋桨效率降低,阻力减小。同时,通气空泡具有明显的壁面效应,使螺旋桨的速度场和涡度场的主要特征区域远离潜体的表面。对叶梢涡结构的分析表明,潜体可以抑制下游叶梢涡的衰减,从而使螺旋桨叶梢涡更容易向下游发展。考虑到实际航行环境,空泡船在航行过程中水下潜体部分距自由液面非常接近。因此,对有无自由液面条件下的通气潜体进行了对比研究,分析了自由液面对空泡船潜体部分的影响机理。与无自由液面条件进行对比,通过空泡形态、潜体水动力性能、速度场、涡量场等方面研究自由液面对前置螺旋桨与通气潜体流场的作用。发现自由液面的作用促进了通气空泡的减阻效果。抑制了潜体表面的速度变化,使流场更早地达到稳定状态,并促进了涡量在水平方向上的发展。最后,以前面的研究成果为基础,设计了一种空泡船构型。对波浪条件下的空泡船运动响应与载荷特性进行了数值模拟。分析了波浪条件下空泡船的纵摇,升沉运动及其加速度等船舶运动响应;以及升阻力,表面压力等水动力性能参数。通过对比常规单体船,空泡船未通气与通气之间的数值模拟结果,发现空泡船比常规单体船具有更好的耐波性与稳定性,能在波浪中更加平稳地航行。且空泡船在通气后的浮态将发生改变,并具有明显的减阻,减摇效果,且空泡船表面压力载荷也有所降低。
蓝敏乐[5]（2021）在《管型混合澄清槽内液-液两相流的数值模拟》文中研究表明液-液两相非均相混合、传质的萃取过程是基本的化工单元操作,在该过程中广泛采用混合澄清槽作为主要的萃取设备。传统的卧式方型混合澄清槽存在密闭性差、长度调节不灵活、不易采用特殊防腐蚀性材质（如搪瓷）的问题,容易发生车间有机气体泄漏以及环境污染,存在安全隐患。本研究提出一种管型混合澄清槽用以替代方型混合澄清槽。管式混合澄清槽采用法兰连接,具有密闭性好、长度调节灵活、方便采用特殊材质等优点,在化学工业生产中具有广阔的应用前景,但目前国内外对于管型混合澄清槽内的多相流动和混合规律还缺乏系统的研究。本文采取模拟、实验相结合的手段对管型混合澄清槽内液-液两相流的流动特性进行了研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉-欧拉多相流模型进行多相流模拟计算,使用多参考坐标系法来处理旋转桨叶和流体的接触区域。分别对管型和方型混合澄清槽内的两相流动行为进行数值模拟。探究了在水-煤油体系中分散相液滴尺寸（d32=100 μm～500 μm）、进料油水比（1:1～1:5）、进料流量（0.79 L/min～2.37L/min）、入口挡板及入口位置对混合澄清效果的影响。进一步,分别将两种萃取槽用于硫酸高铈的萃取分离实验中,从抽吸压头、搅拌功率、萃取效率等方面对两种萃取槽进行比较。论文主要得到以下结论:（1）在较低功率条件下,通过实验探究了管型混合室内在不同转速下的搅拌功率和搅拌桨抽吸压头规律,将实验结果与模拟结果对比,验证所选多相流模型和湍流模型以及所划分网格合理性、准确性。（2）对比不同操作条件下管型混合室和方型混合室内的液-液两相流动行为。结果表明,管型混合室内的流场分布更合理,不易形成流动死区。管型混合室内搅拌桨上方和下方形成压力更小的低压区,流体的平均湍动能更大,搅拌性能更好。管型混合室内的分散相体积分数方差相较于方型混合室更大。（3）探究了不同操作条件对管型混合澄清槽性能的影响。在管型混合室中,分散相d32越小,进料油水比越高,则混合效果越好。在澄清室中,入口分散相d32越大,进料油水比越高,进料流量越小,则澄清效果越好。在澄清室两相物料入口处增加挡板能够有效改变流场分布,增加两相停留时间,改变两相流动轨迹,进而提高澄清性能。两相物料从挡板中部入口优于从顶部、底部入口。（4）通过硫酸高铈的萃取分离实验,探究了在不同操作条件下（混合室停留时间90 s～150 s,搅拌转速270 rpm～390rpm,油水比1:1～3:1）管型和方型混合澄清槽的流动和传质性能,发现二者具有相近的萃取效率。随着混合室停留时间、搅拌转速和油水比增加,混合澄清槽萃取效率提高。通过调节操作条件可以让两种混合澄清槽的萃取效率达到100%。
李久辉[6]（2021）在《地下水LNAPLs污染溯源辨析》文中指出石油及石油类产品往往会由于处理不当或突发事故等原因,泄漏并进入到含水层中,对地下水造成污染。与地表水污染不同,地下水污染埋藏于地表面以下,存在并运移于岩土的空隙介质之中,具有存在的隐蔽性和发现的滞后性等特点,因此即使发生了污染,通常也难以被及时发现,导致人们对于含水层中的污染源信息缺乏了解和掌握。这给地下水污染肇事者责任认定、污染风险评价、污染物质运移预测和污染修复方案设计都带来了很大的困难。因此,开展关于地下水污染溯源辨析的研究至关重要。地下水污染溯源辨析是指在资料收集、野外现场调查和定性分析等辅助工作的基础上,利用有限的现场实测监测数据（水位和浓度）,对刻画地下水污染的数值模拟模型进行反向求解,从而确定含水层中污染源的信息,包括污染源的个数、空间位置与释放历史等。地下水污染溯源辨析属于数理方程反问题,常常具有不适定性与非线性的特点。目前,地下水污染溯源辨析仍处于发展阶段,有关地下水轻非水相流体（Light non-aqueous phase liquids,LNAPLs）污染的溯源辨析研究更是鲜有报道。LNAPLs大多具有低水溶性、高毒性、比重小于水、容易挥发扩散、易被微生物降解的特点。进入地下水后会对用水安全及生态环境造成危害。因此,制定合理高效的LNAPLs污染修复方案对LNAPLs污染进行修复显得格外重要。然而,辨析和掌握含水层中LNAPLs污染源的信息是制定污染修复方案的重要前提。因此,进行地下水LNAPLs污染溯源辨析研究具有重要的理论意义和实际应用前景。本文采用理论分析与实际例子相结合的研究方式,通过模拟-优化方法、最优互补降噪方法、人工智能集对替代模型、自适应混合灰狼优化算法、蒙特卡洛方法等多种理论与方法的综合运用,对地下水LNAPLs溯源辨析研究前沿中仍待解决的科学问题开展深入研究,拓展和丰富地下水污染溯源辨析的理论、方法和技术内涵。首先,在进行资料收集、野外现场调查和定性分析等辅助工作的基础上,根据研究区的具体条件,对研究区的地质及水文地质条件进行概化处理,建立研究区的概念模型。充分利用前期工作成果,对待求的含水层参数和污染源信息赋予初估值,初步建立刻画污染物质运移的地下水LNAPLs污染多相流数值模拟模型。之后,为了改进对动态监测数据降噪处理的效果,本文基于经验模态分解方法、集合经验模态分解方法和互补集合经验模态分解方法,构建了最优互补降噪方法,再将其应用于假想例子动态监测数据的降噪试验,对其适用性和有效性进行分析后,将其应用于实际例子动态监测数据的降噪处理,为后续研究奠定坚实基础。然后,采用敏感性分析方法,筛选出对多相流数值模拟模型输出结果影响较大的模拟模型参数。将筛选出的模拟模型参数和地下水污染源信息都作为待求变量,并运用拉丁超立方抽样方法在其取值范围内进行抽样。把抽样得到的样本依次输入到多相流数值模拟模型并进行正演计算,以获得训练样本与检验样本。运用训练样本与检验样本分别对长短期记忆神经网络替代模型和深度信念神经网络替代模型进行训练与检验。通过调整神经网络结构的深度、超参数、权值和偏置,提高替代模型对具有复杂非线性映射关系模拟模型的逼近精度。为了使长短期记忆神经网络替代模型和深度信念神经网络替代模型发挥自身优势,基于上述两者建立了人工智能集对替代模型。将人工智能集对替代模型与基于其他单一方法的替代模型进行对比,分析人工智能集对替代模型的精度和适用性。最后,建立非线性规划优化模型,并将人工智能集对替代模型作为等式约束条件嵌入到优化模型中。探索非线性规划优化模型的有效解法,在传统灰狼优化算法中引入莱维飞行随机游走策略、Metropolis接受准则和自适应权重策略对其进行改进,构建了自适应混合灰狼优化算法。应用自适应混合灰狼优化算法求解优化模型,获得模拟模型参数和污染源信息的辨析结果。同时对自适应混合灰狼优化算法的适用性进行分析。另外,在获得模拟模型参数辨析结果的基础上,对模拟模型参数取值给予随机扰动,通过蒙特卡洛方法和模拟-优化方法综合运用,分析模拟模型参数的随机变化对地下水LNAPLs污染源辨析结果的不确定性影响。得到污染源位置和污染物质泄漏量的数字特征、概率分布和不同置信水平下污染源信息的置信区间,为决策者提供更加丰富的参考依据。基于以上的研究内容,得出了以下几条主要结论:（1）为了改进对动态监测数据降噪处理的效果,基于经验模态分解方法、集合经验模态分解方法和互补集合经验模态分解方法构建了最优互补降噪方法。最优互补降噪方法的降噪效果,优于三种单一方法的降噪效果,更适用于地下水动态监测数据的降噪处理。（2）长短期记忆神经网络替代模型和深度信念神经网络替代模型对多相流模拟模型的逼近精度,均高于极限学习机替代模型和克里格替代模型。基于长短期记忆神经网络替代模型和深度信念神经网络替代模型,建立了人工智能集对替代模型。人工智能集对替代模型对多相流模拟模型的逼近精度,优于其他四种单一的替代模型。人工智能集对替代模型对于变量种类多、具有复杂非线性映射关系的多相流数值模拟模型拟合能力更好。（3）探索非线性规划优化模型的有效解法。将莱维飞行随机游走策略、Metropolis接受准则和自适应权重策略引用于传统灰狼优化算法中,能够使传统灰狼优化算法得以改进。基于莱维飞行和Metropolis接受准则的自适应混合灰狼优化算法能够在不陷入局部最优解的前提下,快速搜索到全局最优解,提高地下水LNAPLs污染溯源辨析结果的精度。（4）基于模拟-优化方法进行地下水LNAPLs污染溯源辨析只能得到唯一的辨析结果。为了分析模拟模型参数的随机变化对污染源辨析结果的不确定性影响。将蒙特卡洛方法与模拟-优化方法结合运用,对地下水LNAPLs污染溯源辨析结果进行不确定性分析,能够获得污染源信息辨析结果的数字特征、概率分布及其在不同置信水平下污染源信息的置信区间。从而为决策者提供更加丰富的参考依据。
袁乾[7]（2021）在《基于Stacking替代模型的地下水LNAPLs污染源解析研究》文中提出石油类产品在生产储运等环节常常会因处置不当或者突发事故等原因,泄漏进入地下水环境中,对地下水造成污染。由于地下水埋藏运移于地表面以下,地下水污染具有存在的隐蔽性和发现的滞后性,致使人们缺乏地下水污染源的了解和掌握。这不利于污染的责任认定、风险评估以及修复方案的设计等后续工作的展开。所以,开展地下水石油类污染源解析的研究十分必要。地下水污染源解析研究,是利用地下水动态观测数据（包括地下水水位和污染物浓度）,结合运用研究区相关调查资料等辅助信息,分析确定地下水中污染源的相关信息（包括污染源的位置和释放历史等）的过程。地下水污染源解析问题在数学上属于一种典型的反演问题,具有非线性和不适定性等特点。不同于正演问题的求解,反演问题中待求信息往往多于已知信息,致使反演问题的求解更具难度。本文研究应用BP-Stacking替代模型、循环更新过程（Cycle update process,CUP）策略和模拟-优化方法等,将假想例子与实际应用相结合,对地下水轻非水相流体（Light non-aqueous phase liquids,LNAPLs）的污染源解析问题开展研究。首先,概化处理研究区地质与水文地质条件,建立概念模型。再对污染源相关信息和模拟模型参数给出合理的取值区间,并给定初估值,初步建立地下水LNAPLs污染多相流数值模拟模型。其次,确定待识别变量,建立多相流数值模拟模型的替代模型。运用局部灵敏度分析方法对模拟模型参数进行筛选,将敏感度较高的模拟模型参数与污染源相关信息一起作为待识别变量。运用拉丁超立方抽样方法在待识别变量的取值区间中进行抽样,得到模拟模型的输入数据。接着调用模拟模型计算得到相应的输出数据,即获得训练样本和检验样本,对基于BP神经网络的Stacking替代模型（BP-Stacking替代模型）进行训练并评价精度,并分别与克里格（KRG）替代模型和核极限学习机（KELM）替代模型进行对比,分析BP-Stacking替代模型的适用性。最后,对污染源相关信息和模拟模型参数进行识别。构建了循环更新过程（CUP）策略。在CUP策略中,设计了两个模拟-优化过程,分别对模拟模型敏感参数与污染源相关信息进行识别,并将上述两个模拟-优化过程耦合连接成循环回路。运用混合同伦-差分进化鲸鱼算法（HA-DE-WOA）对优化模型进行求解。为了减少计算时间和计算负荷,将BP-Stacking替代模型作为等式约束,嵌入到优化模型中,作为优化模型的组成部分。通过分别识别污染源特征和模拟模型参数,使两个模拟-优化过程的识别结果相互促进,不断更新,直至求解出问题的最优解,即待识别变量的识别值。本文通过上述研究,得到以下结论:（1）在对模拟模型中输入-输出的拟合精度上,BP-Stacking替代模型精度高于KRG替代模型和KELM替代模型。基于Stacking集成学习与BP神经网络所建立的BP-Stacking替代模型对多相流数值模拟模型的逼近程度更好,更适于求解多变量、高维度、具有复杂非线性映射关系的实际问题。（2）本次研究探索非线性优化模型的有效解法。将同伦算法（Homotopy Algorithm,HA）、差分进化算法（Differential Evolution Optimization Algorithm,DE）引用于传统的鲸鱼算法（Whale Optimization Algorithm,WOA）,有效解决传统WOA算法依赖初值选择、容易陷入局部最优的问题,构建了混合同伦-差分进化鲸鱼算法（HA-DE-WOA）。HA-DE-WOA算法能够更高效的搜索到全局最优解,提高地下水LNAPLs污染源解析结果的精度。（3）本次研究探索出一种求解地下水污染源解析问题的有效策略。CUP策略包含两个模拟-优化过程,一个模拟-优化过程是污染源相关信息的识别过程,另一个模拟-优化过程是对模拟模型参数识别的过程。在CUP策略中,将前一个识别过程的识别结果代入后一个识别过程,以更新待识别变量的识别结果,通过若干次迭代循环,最终求得地下水LNAPLs污染溯源辨识的识别结果。与将污染源相关信息和模拟模型参数同步识别所得结果相对比,运用CUP策略所得结果更逼近于待识别变量的真值,因此CUP策略能够提高地下水LNAPLs溯源辨识结果的精度。
邵玉馥[8]（2021）在《基于晶格Boltzmann方法的接触角测量算法研究》文中研究说明多相流不仅普遍存在于生活之中,在许多自然现象和工业生产中更有广泛应用。更好地了解和研究多相流的机理和性能,不仅能够帮助人们了解自然认识自然,在工业生产中创造更多的价值,而且在科学进步以及能源开采等方面有着重要的意义。表面润湿性作为多相流中的一个重要性质,用于表征液体在固体表面的延展能力,用接触角的大小来进行度量。接触角是在液体表面和固体表面之间的接触位置形成的特征角度,是很多工业应用和自然现象的基本特征量,在自清洁,新型材料,能源开发等方面都有重要的应用,因此研究接触角有重要的实际意义。现有的接触角测量方法虽然都可以得到最后需要的结果,但大都需要精密的仪器,繁琐的过程以及复杂的计算等。所以,需要一个简单、高效计算接触角的算法。近年来晶格Boltzmann方法因为其具有天然的并行性、高效性等优势已经成为研究多相流十分有效的工具,广泛应用于多种复杂流体系统中。因此,本文使用晶格Boltzmann方法结合大密度比化学势模型对接触角测量算法进行了研究。主要工作内容如下:1、对于原有的使用化学势多相流模型计算平板上液滴的接触角算法在疏水状态时测量误差增大的情况,进行了算法改进。使用更高精度的二次插值代替线性插值来确定准确的气液界面点和三相接触点。通过对算法的验证发现,使用改进算法测量得到的平板上液滴的接触角在疏水状态时和理论值更接近,结果更精确。进一步把改进算法应用到超大密度比模型中。通过模拟验证了改进的算法在超大密度比模型中也可以很好地计算出液滴在平板上的接触角,使用改进算法得到的结果和理论值符合良好。同时,应用在超大密度比模型中的改进算法可以计算更低温度下液滴的接触角。2、进一步提出了曲面上液滴的接触角测量算法。使用基于化学势的大密度比晶格Boltzmann方法来进行建模,模拟了凸面曲面和凹面曲面上的液滴,在不考虑重力时测量了液滴和曲面固体表面之间的接触角,研究了不同润湿条件下接触角的变化情况,通过和理论值对比,验证了算法的正确性。除此之外,模拟了液滴的质量和曲面曲率半径是否会对液滴的接触角产生影响。结果显示,在化学势不变的情况下,同一液滴在不同曲面曲率下使用提出算法得到的接触角不会发生变化;在化学势不变的情况下,不同液滴在相同曲面曲率下使用提出算法得到的接触角不会发生变化,与已经验证的理论预期一致。证明了提出的算法具有网格无关性。又使用本算法测量了受到重力作用时的液滴的接触角,结果显示在同一化学势下本文算法模拟得到的结果保持不变,与微观接触角和重力无关的理论预期一致。综上所述,本文提出的测量接触角的算法具有准确、简单、高效的特点,不但适用于大密度比的化学势晶格Boltzmann方法,而且可以推广应用于其它多相流模型的接触角相关的模拟研究中。
季婷婷[9]（2021）在《基于晶格Boltzmann方法的液滴弹跳数值仿真研究》文中研究说明多相流现象对我们的生活生产具有重要的借鉴和指导意义,在能源的开发与储备、生命科学的研究与探索、材料的制备与应用等方面有着广阔的发展前景。其中多相流中液滴弹跳现象与我们的生活最为紧密,已经应用于我们的生活中,如打印、喷涂、自清洁等。液滴弹跳现象的研究在国内外已经取得了丰硕的成果,但仍然还有许多未被研究和深入探索的领域,特别是对液滴弹跳现象定量分析的研究相当少,加之液滴微尺度、瞬息变化快、易于变形等诸多严苛条件,对于深入研究液滴弹跳现象带来了极大的挑战,这在一定程度上限制了人们对液滴弹跳现象的认识,阻碍了液滴弹跳现象在生活生产中的应用。近年来,基于晶格Boltzmann的数值模拟方法备受学者们青睐,该方法算法简单、易于编程、所需内存小、并行度高、易于处理复杂几何边界,及时跟踪相间动态变化,特别适合于研究微小液滴的动态变化过程。为此,本文采用基于晶格Boltzmann的数值模拟方法对液滴弹跳现象进行深入细致的研究。主要研究内容如下:（1）.建立一种基于化学势晶格Boltzmann方法的液滴弹跳机制模型。该模型利用化学势来计算非理想力,避免了计算压力张量和张量散度复杂的过程,大大提高了数值计算的效率。在该建模的基础上还引入大密度比模型,结合化学势润湿边界条件,提高了模型的灵活性、准确性,同时该模型还具有高效性及鲁棒性,对于精准模拟液滴弹跳现象提供更加稳健的模拟环境。（2）.使用本模型对液滴的弹跳高度、侧向弹跳距离、飞行时间、液滴内部动量模变化及反弹能力进行定量的研究。实验表明液滴的反弹行为取决于表面的疏水性和异质性程度。当液滴撞击均匀表面时,液滴垂直基板反弹至一定高度,且弹跳高度随着表面疏水性的增加而增加。当液滴撞击两种不同组分的异构表面时,液滴向疏水性较低的一侧横向反弹。通过大量的试验研究发现,液滴弹跳现象与表面化学异构程度有关,且液滴弹跳高度和飞行时间与表面接触角存在一定的定量关系。通过数值仿真研究加深了对液滴反弹机制的认识。（3）.对均质和化学异构表面上的液滴弹跳现象进行力学机制分析。研究了液滴左右动态接触角、接触线及非平衡杨氏力变化情况。通过一系列的数值仿真研究,揭示了化学异构表面液滴弹跳现象的原因。研究表明化学异构表面液滴侧向弹跳是由左右两边不对称的非平衡杨氏力造成的。综上所述,本文采用基于化学势的晶格Boltzmann方法,深入研究了液滴机理变化行为。该研究促进了对液滴撞击化学异质表面的回弹机制的理解,并为通过疏水和异质表面精确控制回弹液滴的侧向弹跳行为提供了指导策略。
王万鑫[10]（2021）在《R290管内流动沸腾换热特性模拟研究》文中研究指明HCFCs类制冷剂具有较高的GWP且ODP不为0,大量使用会引起全球变暖和臭氧层空洞。此前,R22作为HCFCs的代表工质,在制冷空调与热泵领域被广泛使用。R290是R22的典型替代工质之一,热力性质优良。为了更加安全与高效地在蒸发器中应用R290,对它的传热特性进行探究十分必要。本文以家用空调中最常用的翅片管式蒸发器为应用背景,对R290在9.52mm外径的水平光管内流动沸腾换热特性进行数值模拟研究。分析了管内流型、质量流量、热流密度对管内换热、压降与综合换热性能的影响。主要研究工作及结论如下:（1）蒸发温度为0℃,质量流量为60kg/（㎡·s）-360kg/（㎡·s）时,管内相变换热模拟结果与实验结果吻合良好。相变过程平均换热系数值与实验值的平均偏差为8.8%,压降值与实验值的平均偏差为22.7%。模拟得到的管内流型与Baker流型图较为吻合,饱和液体工质从入口处流动到出口处,依次得到了泡状流、块状流、弹状流、拉长弹状流和搅拌流。（2）圆管进口的起泡距离随热流密度的增大而减小,随质量流量的增大而增大。质量流量和热流密度通过影响流型来影响圆管传热。质量流量较低时,两相形成明显的分层分布,气相在顶部,液相在底部。圆管上方的气膜会严重阻碍圆管的换热效果,管道下端壁面的换热效果要优于上端。（3）质量流量、热流密度和干度的增大都会带来局部换热系数和压降损失的上升。弹状流和搅拌流阶段的压降损失增幅大于泡状流阶段的压降损失增幅。（4）综合性能因子可以表征传热与流动阻力的相对大小。质量流量和热流密度的升高都会使流动沸腾的平均换热系数提高,其中,提高热流密度会使综合性能因子上升,热流密度每上升1%,综合性能因子提升2.23 W/m2·K·Pa,质量流量每增大1%,综合性能因子会降低5.26 W/m2·K·Pa。在对翅片管式蒸发器中的传热管进行传热优化时,应当先从热流密度的角度去考虑。
二、DIRECT NUMERICAL SIMULATIONS OF MULTIPHASE FLOWS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、DIRECT NUMERICAL SIMULATIONS OF MULTIPHASE FLOWS（论文提纲范文）
（2）水下超空泡航行体多相流演化及流致噪声特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 自然空化及通气空化多相流问题 |
| 1.2.2 水下通气超空泡航行体空化多相流研究现状 |
| 1.2.3 超空泡航行体噪声特性研究现状 |
| 1.2.4 空泡多相流及流噪声数值模拟研究现状 |
| 1.2.5 国内外研究现状简析 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 空泡多相流及流噪声计算基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模型 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 VOF模型 |
| 2.2.3 空化模型 |
| 2.2.4 湍流模型 |
| 2.2.5 FW-H声学类比法 |
| 2.2.6 壁面函数 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 环境扰流对通气超空泡水动力特性影响数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扰流模型及周期性扰流下超空泡数值模型验证 |
| 3.3 数值模型及网格划分 |
| 3.4 环境扰流对通气超空泡演化机理和载荷特性影响分析研究 |
| 3.5 环境扰流对通气超空泡内空化数分布特性的影响研究 |
| 3.6 环境扰流波幅对通气超空泡演化机理和载荷特性影响分析研究 |
| 3.7 本章小节 |
| 4 调制通气对非定常空泡动力学和噪声模式的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型及验证 |
| 4.3 调制通气对超空泡动力学的影响 |
| 4.4 调制通气对超空泡涡量特性分析 |
| 4.5 调制通气超空泡湍流特性及噪声特性研究 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 通气率及调制通气对超空泡闭合形式及流噪声特性影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模拟验证 |
| 5.3 通气率对超空泡动力学的影响 |
| 5.3.1 通气率对通气超空泡形态及水动力特性影响研究 |
| 5.3.2 通气率对通气超空泡涡结构特性及湍流特性的影响研究 |
| 5.3.3 通气率对通气超空泡流噪声影响分析 |
| 5.4 40 Hz低频调制通气对非定常空泡动力学和噪声特性的影响研究 |
| 5.4.1 调制通气对通气超空泡形态及水动力特性影响研究 |
| 5.4.2 调制通气对涡结构特性及湍流特性的影响研究 |
| 5.4.3 调制通气对超空泡流噪声特性影响研究 |
| 5.5 100 Hz中频调制通气对非定常空泡动力学和噪声特性的影响研究 |
| 5.5.1 调制通气对通气超空泡形态及水动力特性影响研究 |
| 5.5.2 调制通气对涡结构特性及湍流特性的影响研究 |
| 5.5.3 调制通气对超空泡流噪声特性影响研究 |
| 5.6 本章小节 |
| 6 高速超空泡航行体流多相流水动力及流噪声特性分析研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值模拟验证 |
| 6.3 数值模型及网格划分 |
| 6.4 自然空化与通气空化超高速航行体流场特性及噪声特性差异 |
| 6.5 攻角对通气超空化航行体水动力特性的影响 |
| 6.6 攻角对通气超空化航行体噪声特性的影响 |
| 6.7 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 集束式潜孔锤 |
| 1.2.2 反循环钻进工艺 |
| 1.2.3 气力提升工艺 |
| 1.2.4 垂直管多相流 |
| 1.3 存在问题与发展趋势 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法与技术路线 |
| 2 水柱密封反循环物理模型 |
| 2.1 水柱密封反循环钻进技术原理 |
| 2.1.1 起始阶段 |
| 2.1.2 发展阶段 |
| 2.1.3 稳定阶段 |
| 2.2 水柱密封反循环物理模型 |
| 2.2.1 模型选取依据 |
| 2.2.2 模型主要参数 |
| 2.2.3 模型分析设计及说明 |
| 2.3 两相流流动模型基本方程 |
| 2.3.1 流体流动基本参数 |
| 2.3.2 均相流动模型方程 |
| 2.3.3 分相流动模型方程 |
| 2.3.4 漂移流动模型方程 |
| 2.4 垂直气液两相流流型 |
| 2.5 流型判别准则及压降计算 |
| 2.5.1 流型转化 |
| 2.5.2 压降预测模型 |
| 2.6 垂直气液两相流传热模型 |
| 2.6.1 井眼环空与管内温度分布 |
| 2.6.2 传热计算关键参数求解 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 孔底反循环起始瞬态分析 |
| 3.1 孔底流体特性参数 |
| 3.2 正交模拟方案设计 |
| 3.3 数值计算模型及方法 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 计算方法选择 |
| 3.3.3 几何模型及网格划分 |
| 3.3.4 边界条件设定 |
| 3.3.5 流场的初始化 |
| 3.3.6 算法选取 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 压差 |
| 3.4.2 气相质量流量 |
| 3.4.3 液相质量流量 |
| 3.4.4 瞬态反循环的发展过程 |
| 3.5 瞬态反循环的形成机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 水柱密封反循环模拟实验 |
| 4.1 相似模拟实验系统 |
| 4.2 实验流程 |
| 4.3 实验过程 |
| 4.3.1 实验方案设计 |
| 4.3.2 实验过程 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 反循环临界值 |
| 4.4.2 反循环形成机理 |
| 4.4.3 反循环动力及效率 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 反循环通道多相流流动特性分析 |
| 5.1 气液两相流模型求解 |
| 5.1.1 边界条件 |
| 5.1.2 求解方法 |
| 5.2 反循环通道两相流模拟计算结果 |
| 5.2.1 压力和温度分析 |
| 5.2.2 不同气液量下孔底压力和液面高度 |
| 5.3 反循环通道三相流模型基本方程 |
| 5.4 反循环通道三相流模型计算结果 |
| 5.4.1 相同携液量下的温度与压力分析 |
| 5.4.2 不同携液量下的压力分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 6 水柱密封反循环现场试验研究 |
| 6.1 反循环排水试验 |
| 6.2 反循环钻进及排渣试验 |
| 6.2.1 先导性试验 |
| 6.2.2 改进试验 |
| 6.3 水柱密封反循环钻进控制方法 |
| 6.4 集束式潜孔锤结构改进 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）空泡船潜体非定常多相流及水动力性能时空特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高速船研究现状 |
| 1.2.2 空化流动及近自由液面相互作用国内外研究现状 |
| 1.2.3 近自由液面空化现象数值求解方法国内外研究现状 |
| 1.2.4 研究现状简析 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2.近自由面水翼空化多相流体动力特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模型及验证 |
| 2.3 自由液面对动态空泡演化和流体动力学载荷的影响 |
| 2.4 基于动力学模态分解方法(DMD)的流动结构分析 |
| 2.4.1 动力学模态分解方法简介 |
| 2.4.2 有无自由液面工况下的动力学模态结果 |
| 2.5 自由液面与水翼空化在不同深度下的相互作用机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 3.近自由面水翼尖端泄漏涡空化流动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模型及验证 |
| 3.3 自由液面对TLV空化动力学的影响 |
| 3.4 自由液面对TLV涡结构的影响 |
| 3.5 基于DMD方法的近自由液面TLV流动结构分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.无自由液面下前置螺旋桨与通气潜体耦合效应评估研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模型及验证 |
| 4.3 通气空泡时空演化与流场水动力特性 |
| 4.4 流域速度场的分布特性 |
| 4.5 涡结构演化特性 |
| 4.6 涡心点附近的流场特性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5.近自由液面下前置螺旋桨与通气潜体耦合效应评估研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模型及验证 |
| 5.3 自由液面对空泡形态与潜体水动力性能的影响 |
| 5.4 自由液面对速度场分布特性的影响 |
| 5.5 自由液面对涡结构演化特性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6.空泡船整船水动力性能与流场时空特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值模型及验证 |
| 6.3 空泡船波浪条件下运动响应特性分析 |
| 6.4 通气对空泡船运动响应特性影响分析 |
| 6.5 空泡船波浪条件下的水动力性能分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）管型混合澄清槽内液-液两相流的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 混合澄清槽研究现状 |
| 1.2.1 混合澄清槽研究进展 |
| 1.2.2 搅拌桨性能 |
| 1.3 液-液两相流实验研究现状 |
| 1.3.1 探针类技术 |
| 1.3.2 激光类方法 |
| 1.3.3 照相法 |
| 1.4 液-液两相流数值模拟进展 |
| 1.4.1 湍流模型 |
| 1.4.2 多相流模型 |
| 1.4.3 群体平衡模型 |
| 1.5 本文研究重点 |
| 第2章 计算模型和方法 |
| 2.1 基本控制方程 |
| 2.2 湍流方程 |
| 2.3 欧拉-欧拉多相流方程 |
| 2.4 桨叶区处理手段 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 管型和方型混合室内的数值模拟 |
| 3.1 模型建立与网格划分 |
| 3.1.1 混合室几何模型 |
| 3.1.2 网格划分及网格独立性 |
| 3.2 计算条件 |
| 3.2.1 参数设置 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 数值求解方法及收敛判断 |
| 3.3 搅拌功率、抽吸压头实验及验证 |
| 3.3.1 实验装置 |
| 3.3.2 实验方法 |
| 3.3.3 实验条件及设备 |
| 3.3.4 实验结果与模拟结果验证 |
| 3.4 数值模拟结果 |
| 3.4.1 混合室功率水平 |
| 3.4.2 混合室内流场分布及其验证 |
| 3.4.3 混合室中的压力分布和验证 |
| 3.4.4 混合室内的湍动能分布 |
| 3.4.5 混合室内的体积分布 |
| 3.4.6 d_(32)对分散相相含率分布的影响 |
| 3.4.7 进料油水比对分散相相含率分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 管型澄清室内的数值模拟 |
| 4.1 模型建立与网格划分 |
| 4.1.1 澄清室的几何模型建立 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.2 计算条件 |
| 4.2.1 参数设置 |
| 4.2.2 边界条件和数值求解方法 |
| 4.3 数值模拟结果 |
| 4.3.1 d_(32)对澄清效果的影响 |
| 4.3.2 进料油水比对澄清效果的影响 |
| 4.3.3 入口流速对澄清效果的影响 |
| 4.3.4 入口挡板及入口挡板位置对澄清效果的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 管型和方型混合澄清槽传质实验 |
| 5.1 实验体系和装置 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 萃取剂和待萃水相原料的制备 |
| 5.2.2 紫外-可见分光光度计法 |
| 5.2.3 传质实验操作步骤 |
| 5.3 吸光度标准曲线和分配平衡曲线测定 |
| 5.4 实验结果及讨论 |
| 5.4.1 停留时间对萃取级效率的影响 |
| 5.4.2 搅拌转速对萃取级效率的影响 |
| 5.4.3 进料油水比对萃取级效率的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及硕士期间发表论文目录 |
| 致谢 |
（6）地下水LNAPLs污染溯源辨析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状与进展分析 |
| 1.2.1 地下水污染溯源辨析问题的研究 |
| 1.2.2 经验模态分解降噪方法的研究 |
| 1.2.3 替代模型建模方法的研究 |
| 1.2.4 优化模型求解算法的研究 |
| 1.3 有待解决的科学问题 |
| 1.3.1 监测数据降噪方法问题 |
| 1.3.2 替代模型建模方法问题 |
| 1.3.3 优化模型求解算法问题 |
| 1.3.4 模拟模型参数不确定性问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 反演问题和模拟-优化方法 |
| 2.1 正演问题 |
| 2.1.1 正演问题的概述 |
| 2.1.2 正演问题的适定性 |
| 2.2 反演问题 |
| 2.2.1 反演问题的概述 |
| 2.2.2 反演问题的不适定性 |
| 2.3 地下水污染溯源辨析的反演问题 |
| 2.4 模拟-优化方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 地下水LNAPLs污染多相流数值模拟模型 |
| 3.1 地下水中LNAPLs的主要来源 |
| 3.2 地下水中LNAPLs的迁移与转化 |
| 3.3 LNAPLs污染多相流数值模拟模型 |
| 3.3.1 偏微分方程 |
| 3.3.2 定解条件 |
| 3.4 实际污染场地地下水LNAPLs污染多相流数值模拟模型 |
| 3.4.1 污染场地概况 |
| 3.4.2 污染场地的概念模型 |
| 3.4.3 污染场地的多相流数值模拟模型 |
| 3.4.4 模型的时空离散 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 动态监测数据的降噪处理 |
| 4.1 经验模态分解方法概述 |
| 4.2 经验模态分解方法的基本原理 |
| 4.3 集合经验模态分解方法的基本原理 |
| 4.4 互补集合经验模态分解方法的基本原理 |
| 4.5 降噪效果的评价指标 |
| 4.6 降噪效果的评价 |
| 4.6.1 获取含噪声数据 |
| 4.6.2 降噪效果的评价 |
| 4.7 最优互补降噪方法 |
| 4.7.1 最优互补降噪方法的提出 |
| 4.7.2 灰狼优化算法 |
| 4.7.3 最优互补降噪方法的降噪效果评价 |
| 4.8 最优互补降噪方法的实例应用 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 多相流数值模拟模型的替代模型 |
| 5.1 敏感性分析 |
| 5.1.1 局部敏感性分析方法 |
| 5.1.2 敏感性分析结果 |
| 5.2 训练样本与检验样本的获取 |
| 5.2.1 拉丁超立方抽样方法简介 |
| 5.2.2 拉丁超立方抽样方法抽样步骤 |
| 5.2.3 训练样本与检验样本的获取 |
| 5.3 极限学习机替代模型 |
| 5.3.1 极限学习方法 |
| 5.3.2 极限学习机替代模型的建立 |
| 5.4 克里格替代模型 |
| 5.4.1 克里格方法 |
| 5.4.2 克里格替代模型的建立 |
| 5.5 长短期记忆神经网络替代模型 |
| 5.5.1 长短期记忆神经网络方法 |
| 5.5.2 长短期记忆神经网络替代模型的建立 |
| 5.6 深度信念神经网络替代模型 |
| 5.6.1 深度信念神经网络方法 |
| 5.6.2 深度信念神经网络替代模型的建立 |
| 5.7 四种替代模型的精度检验与评价 |
| 5.7.1 替代模型精度的评价指标 |
| 5.7.2 四种替代模型精度的对比分析 |
| 5.8 人工智能集对替代模型 |
| 5.8.1 人工智能集对替代模型的建立 |
| 5.8.2 人工智能集对替代模型的精度评价 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 优化模型建立及其求解方法 |
| 6.1 最优化问题的概述 |
| 6.2 非线性规划优化模型的建立 |
| 6.3 自适应混合灰狼算法 |
| 6.3.1 莱维飞行随机游走策略 |
| 6.3.2 Metropolis接受准则 |
| 6.3.3 自适应权重 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 地下水LNAPLs污染溯源辨析结果 |
| 7.1 假想例子污染溯源辨析 |
| 7.1.1 假想例子设计 |
| 7.1.2 灰狼优化算法辨析结果 |
| 7.1.3 自适应混合灰狼优化算法辨析结果 |
| 7.2 实际例子污染溯源辨析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第8章 地下水LNAPLs污染溯源辨析的不确定性分析 |
| 8.1 蒙特卡洛方法 |
| 8.2 模拟模型参数扰动 |
| 8.3 非线性规划优化模型的建立与求解 |
| 8.4 地下水LNAPLs污染溯源辨析结果的不确定性分析 |
| 8.4.1 切比雪夫不等式 |
| 8.4.2 污染溯源辨析结果的不确定性分析 |
| 8.5 本章小结 |
| 第9章 结论及展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于Stacking替代模型的地下水LNAPLs污染源解析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地下水污染源解析研究 |
| 1.2.2 替代模型的研究 |
| 1.2.3 优化模型的研究 |
| 1.3 有待解决的科学问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 地下水污染源解析与模拟-优化方法 |
| 2.1 正演问题 |
| 2.2 地下水污染源解析 |
| 2.2.1 反演问题 |
| 2.2.2 地下水污染源解析概述 |
| 2.3 模拟-优化方法的概述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 地下水LNAPLs污染多相流数值模拟模型 |
| 3.1 LNAPLs的主要来源及运移规律 |
| 3.1.1 LNAPLs主要来源的概述 |
| 3.1.2 LNAPLs运移的概述 |
| 3.2 多相流数学模型的建立 |
| 3.2.1 数学模型中的偏微分方程 |
| 3.2.2 数学模型中的定解条件 |
| 3.3 实际研究场地的数值模拟模型 |
| 3.3.1 LNAPLs污染研究场地概况 |
| 3.3.2 研究区概念模型的建立 |
| 3.3.3 研究区多相流数值模拟模型的建立 |
| 3.3.4 多相流数值模拟模型的时空离散 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多相流数值模拟模型的替代模型 |
| 4.1 模拟模型参数的灵敏度分析 |
| 4.1.1 局部灵敏度分析方法 |
| 4.1.2 灵敏度分析结果 |
| 4.2 替代模型训练样本与检验样本的抽取 |
| 4.2.1 拉丁超立方抽样方法的概述 |
| 4.2.2 抽取训练样本与检验样本 |
| 4.3 替代模型的建模方法 |
| 4.3.1 KRG方法 |
| 4.3.2 KELM方法 |
| 4.3.3 BP神经网络 |
| 4.3.4 Stacking集成学习方法 |
| 4.4 替代模型的建立 |
| 4.5 替代模型的检验 |
| 4.5.1 替代模型精度的三种评价指标 |
| 4.5.2 对比分析三种替代模型的检验结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 优化模型的建立与求解 |
| 5.1 最优化理论 |
| 5.2 优化模型的建立 |
| 5.3 优化模型的求解方法 |
| 5.3.1 同伦算法 |
| 5.3.2 差分进化鲸鱼算法 |
| 5.3.3 混合同伦差分鲸鱼算法 |
| 5.4 CUP策略 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 地下水LNAPLs污染源解析结果 |
| 6.1 假想例子验证 |
| 6.1.1 假想例子概述 |
| 6.1.2 运用DE-WOA算法求解所得的识别结果 |
| 6.1.3 运用HA-DE-WOA算法求解所得的识别结果 |
| 6.1.4 基于CUP策略的识别结果 |
| 6.2 实际例子解析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及研究成果 |
| 致谢 |
（8）基于晶格Boltzmann方法的接触角测量算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.4 论文组成部分 |
| 第2章 晶格Boltzmann方法基本理论及多相流模型 |
| 2.1 晶格Boltzmann方程 |
| 2.2 单弛豫时间模型(SRT) |
| 2.3 多弛豫时间模型(MRT) |
| 2.4 五点差分格式 |
| 2.5 边界条件格式 |
| 2.5.1 反弹边界条件 |
| 2.5.2 曲线边界条件 |
| 2.5.3 插值边界条件 |
| 2.5.4 周期性边界条件 |
| 2.6 晶格Boltzmann多相流模型 |
| 2.6.1 伪势模型(Shan-Chen模型) |
| 2.6.2 自由能模型 |
| 2.6.3 压力张量模型 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 基于化学势方法的多相流晶格Boltzmann模型 |
| 3.1 模型的构建 |
| 3.2 大密度比模型 |
| 3.3 常用的状态方程及其对应的自由能密度和化学势 |
| 3.4 化学势边界条件 |
| 3.5 化学势模型的验证 |
| 3.5.1 热力学一致性 |
| 3.5.2 伽利略不变性 |
| 3.6 大密度比模型的验证 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 平板上接触角算法的改进 |
| 4.1 接触角的研究背景及意义 |
| 4.2 原平板上接触角的算法 |
| 4.2.1 线性插值格式 |
| 4.2.2 平板上接触角测量 |
| 4.3 改进的平板上接触角算法 |
| 4.3.1 二次插值格式 |
| 4.3.2 平板上液滴的接触角 |
| 4.3.3 超大密度比模型计算平板上的接触角 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 曲面上接触角的测量算法 |
| 5.1 曲面上接触角计算方法 |
| 5.1.1 模型的建立 |
| 5.1.2 凹凸曲面上接触角的介观形态 |
| 5.1.3 接触角的度量 |
| 5.2 不受重力作用的液滴接触角 |
| 5.2.1 凸面曲面上液滴的接触角 |
| 5.2.2 凹面曲面上液滴的接触角 |
| 5.2.3 接触角与液滴质量和曲面曲率的关系 |
| 5.3 凸面曲面上受到重力作用的液滴接触角 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果和其他获奖情况 |
| 致谢 |
（9）基于晶格Boltzmann方法的液滴弹跳数值仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究方法 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.4 论文内容 |
| 第2章 晶格Boltzmann方法基本理论及多相流模型 |
| 2.1 晶格Boltzmann方法基本要素 |
| 2.1.1 基本演化方程 |
| 2.1.2 平衡态分布函数和离散速度模型 |
| 2.2 晶格Boltzmann多弛豫时间模型 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.3.1 周期边界条件 |
| 2.3.2 反弹边界条件 |
| 2.3.3 曲线边界条件 |
| 2.3.4 插值边界条件 |
| 2.4 晶格Boltzmann模型 |
| 2.4.1 颜色梯度模型 |
| 2.4.2 伪势模型 |
| 2.4.3 自由能模型 |
| 第3章 基于化学势模型的晶格Boltzmann方法 |
| 3.1 化学势多相流模型的建立 |
| 3.2 常用的状态方程 |
| 3.2.1 状态方程对应的自由能密度 |
| 3.2.2 状态方程对应的化学势 |
| 3.3 基于化学势的边界润湿条件 |
| 3.4 参数的量纲变换 |
| 3.5 内存并行计算及模型的算法实现 |
| 3.6 模型验证 |
| 第4 章 化学异构表面液滴弹跳的数值仿真研究 |
| 4.1 计算模型与参数设置 |
| 4.2 表面结构对液滴弹跳行为的影响 |
| 4.2.1 均质表面结构对液滴弹跳行为的影响 |
| 4.2.2 右低疏水性不变左疏水性增加表面 |
| 4.2.3 左高疏水性不变右疏水性逐渐增加的表面 |
| 4.2.4 左右疏水性同时改变表面 |
| 4.3 速度对液滴弹跳行为的影响 |
| 4.3.1 均质表面上初始速度对液滴弹跳行为的影响 |
| 4.3.2 异构表面上初始速度对液滴弹跳行为的影响 |
| 4.4 液滴弹跳能力分析 |
| 4.5 液滴动量分析 |
| 4.6 小结 |
| 第5 章 液滴受力机制分析 |
| 5.1 液滴润湿方程 |
| 5.2 均质表面液滴弹跳受力分析 |
| 5.3 异构表面液滴受力分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果和其他获奖情况 |
| 致谢 |
（10）R290管内流动沸腾换热特性模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 沸腾流动简介 |
| 1.3 R290 管内两相流动沸腾换热研究状况 |
| 1.3.1 流动沸腾换热的实验研究 |
| 1.3.2 流动沸腾换热的数值模拟研究 |
| 1.3.3 流动沸腾换热的理论研究 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 2 翅片管式蒸发器的设计与优化 |
| 2.1 翅片管式蒸发器简介 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.2.1 热力计算 |
| 2.2.2 最佳质量流量与最大热流密度算法 |
| 2.2.3 制冷剂侧对流换热系数对蒸发器面积影响的算法 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.3.1 质量流量与热流密度的变化关系 |
| 2.3.2 制冷剂侧传热性能对蒸发器面积的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 流动沸腾数值模拟基本方法 |
| 3.1 多相流模型 |
| 3.1.1 VOF模型 |
| 3.1.2 Mixture模型 |
| 3.1.3 Euler模型 |
| 3.2 控制方程 |
| 3.2.1 连续性方程 |
| 3.2.2 动量方程 |
| 3.2.3 能量方程 |
| 3.3 相间输运模型 |
| 3.3.1 相变模型 |
| 3.3.2 表面张力 |
| 3.4 湍流模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 R290 在水平管内流动沸腾模型的建立与验证 |
| 4.1 网格划分 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 网格无关性验证 |
| 4.2 计算边界条件的设定 |
| 4.3 流型验证 |
| 4.3.1 流型划分 |
| 4.3.2 流型图验证 |
| 4.4 实验结果验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 R290 在水平管内流动沸腾的模拟结果 |
| 5.1 R290 在水平光滑圆管中的气液两相流流型 |
| 5.1.1 热流密度对流动沸腾流型的影响 |
| 5.1.4 流型对管内压降特性的影响 |
| 5.2 R290 在水平光滑圆管中的传热特性分析 |
| 5.2.1 流场分布特性分析 |
| 5.2.2 质量流量与热流密度对平均换热系数的影响 |
| 5.2.3 质量流量与热流密度对综合换热性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得奖励 |
四、DIRECT NUMERICAL SIMULATIONS OF MULTIPHASE FLOWS（论文参考文献）
- [1]多相流动的光滑粒子流体动力学方法研究综述[J]. 陈飞国,葛蔚. 力学学报, 2021(09)
- [2]水下超空泡航行体多相流演化及流致噪声特性研究[D]. 丁言义. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究[D]. 莫海涛. 煤炭科学研究总院, 2021(02)
- [4]空泡船潜体非定常多相流及水动力性能时空特性研究[D]. 谢庆墨. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]管型混合澄清槽内液-液两相流的数值模拟[D]. 蓝敏乐. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2021(01)
- [6]地下水LNAPLs污染溯源辨析[D]. 李久辉. 吉林大学, 2021
- [7]基于Stacking替代模型的地下水LNAPLs污染源解析研究[D]. 袁乾. 吉林大学, 2021(01)
- [8]基于晶格Boltzmann方法的接触角测量算法研究[D]. 邵玉馥. 广西师范大学, 2021(09)
- [9]基于晶格Boltzmann方法的液滴弹跳数值仿真研究[D]. 季婷婷. 广西师范大学, 2021(09)
- [10]R290管内流动沸腾换热特性模拟研究[D]. 王万鑫. 西安建筑科技大学, 2021(01)