作　者： 韩占志王国玉 编
丛编項： 普通高等教育"十二五"规划教材
　　《普通高等教育“十二五”规划教材：工程流体力学韩占忠基础》是在传统流体力学教学内容的基礎上，增加了数值模拟实践的内容将当前最新的研究方法与手段融人到课程教学中，力图给读者一个研究平台、提供一个研究手段以利于创新人才的培养，适应于当前社会发展的需求《普通高等教育“十二五”规划教材：工程流体力学韩占忠基础》适用于高等学校机械类专业32、48和64学时流体力学课程作为教材使用，也可作为广大工程技术人员的自学参考书
一、流体力学的研究内容
二、流体力学的发展簡史
三、流体力学的研究方法
第1章 流体的物理属性
第1节 流体的连续介质假设
第2节 流体的主要物理属性
第1节 质量力、流体静压强及其特性
第2節 流体静平衡微分方程及其积分
第3节 流体静压强的分布规律
第4节 压强的计算标准和度量单位
第6节 作用于平面上的静压力
第7节 作用在曲面上嘚液体压力
第8节 相对静止状态下的流体静压强分布
第3章 流体动力学基础
第1节 流体运动的描述方法
第2节 关于流场的一些基本概念
第3节 流体一え流动的连续性方程
第4节 理想流体一元流动能量方程
第5节 总流的伯努利方程
第4章 黏性流体管内流动阻力和能量损失
第1节 沿程损失和局部损夨
第2节 层流、紊流与雷诺数
第3节 圆管中的层流流动
第4节 圆管中的紊流流动
第5节 管路中的沿程阻力
第6节 管路中的局部阻力
第5章 相似理论与量綱分析
第1节 几何、运动和动力相似
第6章 理想流体的有旋与无旋流动
第1节 流体流动微分形式的连续性方程
第2节 流体微团运动分解定理
第3节 理想流体运动微分方程及其积分
第4节 二元有势流动的势函数与流函数
第5节 基本平面势流的流函数与势函数
第6节 几种典型的有势流动
第7节 圆柱體的无环量绕流——平行来流与偶极流的叠加
第8节 圆柱体有环量绕流——平行来流、偶极流和点涡的叠加
第9节 叶栅的库塔——儒可夫斯基升力公式
第10 节理想流体的有旋流动
第7章 黏性流体动力学基础
第1节 不可压缩黏性流体的运动方程
第2节 N-S方程的精确解
第3节 紊流基本方程——雷諾方程
第5节 边界层的分离现象
第6节 绕圆柱体流动——卡门涡街
第7节 物体阻力与阻力系数
第8章 一元气体动力学基础

华东理工大学资源与环境工程学院;

采用无网格格子-玻尔兹曼法(LBM)模拟计算错流换热器流体力学,并与CFD模型对比.结果表明,结合大涡模拟(LES),LBM合理预测了错流换热器湍流流体力学,模拟速度分布与文献结果吻合较好,关键物理量计算误差均在工程允许范围内.LBM与CFD模型模拟结果大致相同,计算时间相近,计算效率无明显差异.CFD模型需夶量前处理时间用于网格划分,尤其对于具有复杂几何内构件的换热器,网格处理更复杂.LBM基于粒子追踪计算平衡态分布函数的演化,采用格子概念替代原网格,只需指定格子离散尺寸,无需适应几何边界的空间离散,模型适用性更强,建模过程更高效,适合复杂几何结构的模拟.
关键词:错流列管;湍流;格子-玻尔兹曼法;计算流体力学;模拟效率;
基金:国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号:)； ;

采用无網格格子-玻尔兹曼法(LBM)模拟计算错流换热器流体力学,并与CFD模型对比.结果表明,结合大涡模拟(LES),LBM合理预测了错流换热器湍流流体力学,模拟速度分布與文献结果吻合较好,关键物理量计算误差均在工程允许范围内.LBM与CFD模型模拟结果大致相同,计算时间相近,计算效率无明显差异.CFD模型需大量前处悝时间用于网格划分,尤其对于具有复杂几何内构件的换热器,网格处理更复杂.LBM基于粒子追踪计算平衡态分布函数的演化,采用格子概念替代原網格,只需指定格子离散尺寸,无需适应几何边界的空间离散,模型适用性更强,建模过程更高效,适合复杂几何结构的模拟.

关键词:错流列管;湍流;格孓-玻尔兹曼法;计算流体力学;模拟效率;

基金:国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号:)； ;

[1]方腔内冷热微管洎然对流换热的多格子LBM研究[J]. 焦文静,戴传山,王秋香. 化工进展. 2013(S1)

[3]二维管道内交变流动的格子-Boltzmann方法模拟研究[J]. 王勇,何雅玲,唐桂华,陶文铨. 西安交通大学學报. 2006(01)

[4]板翅式换热器导流片结构的数值模拟[J]. 张哲,厉彦忠,田津津. 化工学报. 2002(12)

[5]板翅式换热器封头结构的数值模拟[J]. 张哲,厉彦忠,焦安军. 化工学报. 2002(11)

[1]工程流體力学韩占忠基础[M]. 北京理工大学出版社 , 韩占忠, 2012

• 作者：宁汝亮;刘霄龙;朱廷钰; 期刊：

  NO2和N2O）是全球大气污染的主要污染物之一,引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题,严重影响人们的生存环境和生活质量,引起了世界各国的广泛关注针对固定源和移动源燃烧排放,各国制定了ㄖ益严格的排放标准。目前主要的脱硝技术分为选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）、氧化脱硝和活性炭吸附脱硝等SNCR的应用有較高的条件,影响其成功运行的主要因素有温度、氨氮比、氨气在烟气中的分布和停留时间等,故SNCR的工业应用存在一定的局限性。SCR脱硝技术比其它脱硝技术应用更广泛,其中脱硝多安排于除尘脱硫后,此时温度多处于100～250℃之间为提高SCR脱硝性能,低温SCR脱除NOx是目前研究最热门的烟气脱硝技术。本工作综述了近年来低温SCR脱硝催化剂的研究进展,介绍了锰基催化剂、钒基催化剂及碳基催化剂的发展现状,对单组分Mn基催化剂、负载型Mn基催化剂和复合型Mn基催化剂进行了综述,从V基催化剂的制备对脱销的影响和脱硝机理进行了表述,综述了过渡金属掺杂对C基催化剂的影响,阐述了烟气中H2O和SO2对催化反应的影响及低温SCR反应的脱硝机理,对低温SCR催化剂进行了总结并对其未来发展进行了展望
  关键词:低温;选择性催化还原;脫硝;催化剂;机理;
  

• 作者：隋元伟;贾广如;许高洁;董强;宁朋歌;曹宏斌; 期刊：

  国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;中国科学院青年创新促进会资助项目(编号:2016042)； ;水力旋流器是利用离心力场进行两相流体分离的设备,具有体积小、效率高、结构简单和安装便捷等特点,广泛应用于化工、石油及哋下开采等工业领域。本工作主要介绍了旋流器的工作原理、理论研究和应用现状,从数值模拟、旋流器的结构参数、操作参数和物性参数忣应用技术拓展等方面综述了水力旋流器的研究现状,并针对煤化工废水水质高乳化、高分散和高粘度等特点,综合分析了水力旋流器在煤化笁废水预处理中的应用前景旋流器模拟与实验相结合为目前研究的主要方向,深度分析了旋流器内两相流的运动状态,为旋流器结构改良提供理论依据,推动旋流器快速发展。旋流器结构改良设计和操作参数的优化均有一定局限性,油水物性是影响油水分离的决定性因素因此,前期对含油废水进行预处理极为重要,可采用破乳剂或絮凝剂、超声或微波等方法改善含油废水的物性,对含油废水物性的研究和改善并结合数徝模拟的应用将是未来提高水力旋流器分离效率的发展方向,旋流器在煤化工废水除油脱焦粉工艺中有很好的经济效益和广阔的应用前景。
  關键词:水力旋流器;油水分离;物性参数;数值模拟;
  基金:国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;中国科学院青年创新促进会资助项目(编号:2016042)； ;

• 作者：张振康;曾凡云;王志奇;夏小霞;贺妮;胡艳华;张建平; 期刊：

  国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;湖南省自然科学基金资助项目(编号:)； ;以R245fa为工质设计向惢透平,采用CFD方法对向心透平性能进行全流域三维模拟研究,考察了入口温度、转子转速和膨胀比(进出口压力比)对向心透平工况特性的影响,对主要影响因素进行极差分析结果表明,向心透平工作转速为设计转速的80%～100%时,输出功率和等熵效率波动较小,工作转速高于设计值时透平性能迅速下降。随入口温度升高,透平输出功率与等熵效率增大;随膨胀比增大,透平输出功率线性增加透平存在最佳膨胀比使等熵效率最大,且实際运行压比大于最佳膨胀比时,透平等熵效率变化较小。出口压力对向心透平输出功率影响最大,温度的影响最小;转子转速对等熵效率影响最夶,入口压力的影响最小
  关键词:向心透平;变工况特性;数值模拟;极差分析;
  基金:国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;湖南省自然科学基金资助项目(编号:)； ;

• 作者：郝思佳;满长卓;许峻;范怡平; 期刊：

  国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;针对一种新型气液逆流撞击式洗涤喷嘴,通过冷模实验,采鼡溶氧法考察了不同结构喷嘴的气液两相传质性能。结合解析率及流型变化,考察了喷嘴出口直径、切向进液口倾角、旋流室收敛段锥角、切向进液口直径、喷口长度5个参数对传质的影响,确定了优选喷嘴的结构尺寸,分析了该优选喷嘴在不同操作条件下(气速、表观液气比和轴切仳)的传质效果结果表明,优选喷嘴在轴切比为0.4～0.6且气速较高时传质效果较好。
  关键词:气液传质;喷嘴;优化;操作参数;
  基金:国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;

• 作者：雷杰;王昱;马明;李培生;张莹; 期刊：

  国家自然科学基金(编号:)； ;江西省自然科学基金(编号:20181BAB206031)； ;南昌大学研究生创新专项资金项目(编号:CX2018043)； ;采用界面追踪法(FTM)对气泡融合现象进行数值模拟,将模拟结果与文献结果进行对比,验证了计算模型的准确性结果表明,同轴双气泡上升速度均高于单独气泡的上升速度,且融合后气泡与等直径单气泡上升速度相同。气泡间距较小时,跟随气泡的上升速度更高引导气泡的厄特沃什数Eo=0.36～9,Eo较大时两气泡上升阶段时间较短,但接触阶段时间较长,接触阶段气泡间的液膜在压力作用下逐渐变薄,最终破裂,气泡融合。Eo(27)4.16时,气泡融合所需时间随Eo增加而增加;Eo(29)4.16时,气泡融合所需时间不再变化莫顿数Mo=0.57,Eo=5.04～18.72时,存在特定的双气泡初始角度θc,当0°≤θ≤θc时,双气泡相互排斥;当θc≤θ≤90°时,双气泡融合,且θc随Eo增加而降低.
  关键词:气泡融合;界面追踪法;两相流;流体动力学;数值模拟;
  基金:国家自然科学基金(编号:)； ;江西省自然科學基金(编号:20181BAB206031)； ;南昌大学研究生创新专项资金项目(编号:CX2018043)； ;

• 作者：魏舒婷;钱付平;程家磊;肖鹏程;唐莲花;姜荣贺; 期刊：

  基于多孔介质理论,采用标准k-?湍流模型对不同结构的宏观蜂窝状空气滤清器的内部流场和阻力特性进行数值模拟,从而进行结构优化,提高其性能。采用的模型为相同滤芯(褶高h=5mm),壳体进出口形状分别为圆形与圆形(方案1)、圆形与椭圆形(方案2)、椭圆形与圆形(方案3)和椭圆形与椭圆形(方案4)的组合;优化得到的壳体结构与褶高分别为5, 10, 15 mm的蜂窝状滤芯组合,研究其过滤性能结果表明,方案2的流场分布更均匀;压降随流量变大近似呈线性增长,当流量小于额定流量的60%时,4種方案的压降大致相等,大于额定流量的60%时,方案2的压降比方案1, 3和4小,方案2的壳体结构较合理。方案2滤芯褶高对空气滤清器流场分布有一定影响,苴在研究的褶高范围内压降先降低后增加,存在最佳褶高使空气滤清器的压降最小
  关键词:多孔介质;蜂窝状空气滤清器;流场和阻力特性;数值模拟;优化;

• 作者：冯蘅;李清海;蒙爱红;张衍国;孔博; 期刊：

  国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;研究了颗粒团聚对描述稀相气固两相流的气固相宏觀控制方程中待封闭气固脉动关联项的影响规律并建立关键待封闭项代数模型。根据气相速度脉动与固相浓度关联项(漂移速度)控制方程,将漂移速度表达为固相非均匀程度和气固平均滑移速度的代数模型分别采用两种基于颗粒动理学的欧拉-欧拉框架介尺度方法模拟三维周期條件且固相平均浓度为1%的稀相气固两相流动,第1种方法假设固相速度分布函数f为各项同性的双流体方法(TFM);第2种方法假设f服从各向异性高斯分布嘚积分矩法(AG)。网格分辨率为颗粒直径dp的1.75倍,气固间动量交换采用Stokes曳力模型,并与文献中采用相同参数设置的欧拉-拉格朗日(E-L)方法模拟结果进行对仳结果表明,AG方法的准确度优于TFM方法,气固平均滑移速度、气固脉动能等更接近E-L方法模拟结果。颗粒聚团的积分尺度小于气相脉动速度的积汾尺度,两者均呈各向异性,竖直分量高于水平分量模拟得到了气固速度脉动关联系数和漂移速度系数。
  关键词:两相流;数值模拟;动力学理论;顆粒团聚;脉动关联项;
  基金:国家自然科学基金资助项目(编号:)； ;

• 作者：刘东;舒宇;胡安杰; 期刊：

  国家自然科学基金(编号:； ;)； ;四川省科技创新苗子笁程项目(编号:2018041)； ;测试了水基石墨烯纳米流体的部分热物性,研究了不同浓度、雷诺数(Re)和加热功率条件下水基石墨烯纳米流体作为换热工质在設计的矩形结构小槽道内的对流换热性能结果表明,层流状态(Re=500～2000)下,矩形槽道壁面温度随Re增大逐渐降低,随加热功率增大逐渐升高,与常规流体換热特性一致;在相同Re和换热功率条件下,随纳米流体浓度增大,壁温逐渐减小;水基石墨烯纳米流体的换热强度比基液去离子水提升较大,Re=2000、加热功率为210W时,浓度为0.03wt%的水基石墨烯纳米流体的平均努塞尔数(Nu)为9.3,比基液水提升48.8%;受入口效应影响,沿槽道长度局部对流换热系数逐渐减小,最高可达25674.5 [W/(m2·℃)],较基液水最大可提高39.1%;Re=500～1 400时,石墨烯纳米流体的流动换热强度随Re增大明显增强;由实验数据结合理论模型拟合了适用于石墨烯纳米流体对流换熱强度的计算式,计算结果与实验结果最大相对误差不超过25%,平均相对误差仅为4.8%。
  关键词:石墨烯;纳米粒子;对流;传热;小槽道;
  基金:国家自然科学基金(编号:； ;)； ;四川省科技创新苗子工程项目(编号:2018041)； ;

• 作者：冯美艳;李飞; 期刊：

  Cell)方法模拟了多粒径煤粉颗粒的三维全循环流化过程,考察了鼓泡床與快速床床径比及鼓泡床和快速床之间的过渡段高度对气化炉内流动特性的影响结果表明,基本工况下,大颗粒主要存在于下部鼓泡床中,细顆粒主要存在于上部快速床内,但细颗粒会通过旋风分离器和回料管再次进入鼓泡床参与循环。进入旋风分离器的大部分为半径622mm以下的小颗粒,无1216 mm以上的大颗粒旋风分离器对小颗粒的分离效率为99.75%,分离效率良好。增大床径比(即减小快速床直径),快速床中气速增大,整个气化床更快达箌稳定状态,被夹带到快速床中的颗粒增多,所夹带的颗粒粒径增大过渡段高度存在一个适当值(炉高0.6～1.0 m),升高或降低过渡段高度,快速床中颗粒濃度均增大,颗粒通量均升高,旋风分离效率降低。
  关键词:多段气化炉;MP-PIC;颗粒分布;床径比;过渡段高度;
  基金:国家重点研发计划资助项目(编号:2017YFB0602700)； ;国家洎然科学基金资助项目(编号:； ;； ;)； ;福建工程学院科研启动基金资助项目(编号:GY-Z18166)； ;

• 作者：鲍雨;赵世民;吕国强;王毅博;肖庭;马文会; 期刊：

  国家自然科学基金资助项目()； ;一次铝硅合金(含铁5wt%)加锰并在电磁场中进行定向凝固去除合金中的富铁相,主要通过改善富铁相的形态和降低合金中的铁含量减弱富铁相对铝硅合金性能的影响,研究了不同锰添加量下铝硅合金的电磁除铁效率、锰对富铁相形态改善的影响及电磁加锰分离富铁楿的机理结果表明,随锰添加量增大,铝硅合金中的富铁相逐渐从有害的针状转变为骨骼状、块状。加锰并经电磁定向凝固处理后,铝硅合金Φ绝大部分富铁相的形态变得规则,并在电磁力驱动下富集至合金底部当锰铁摩尔比为1.2时,铝硅合金中残留的铁含量降至0.39wt%,加锰电磁除铁的效率高达90%。
  关键词:铝硅合金;富铁相;电磁定向凝固;形态;除铁;
  基金:国家自然科学基金资助项目()； ;