Математическое моделирование струйных течений в сталеплавильных конвертерах

• Автор: Милошевич, Хранислав
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 227 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОДНОФАЗНЫХ
И ДВУХФАЗНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ
1.1. Однофазные турбулентные течения
1.2. Двухфазные турбулентные течения
2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ДВУХФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ
2.1. Феноменологические модели движения газовзвесей
2.2. Некоторые способы замыкания осредненной
системы уравнений
2.3. Лагранжево - эйлерово описание движения
газовзвеси
Выводы
3. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ДЛЯ РАСЧЕТА
ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ
3.1. Модифицированный метод конечного объема
3.1.1. Интегро-дифференциальные уравнения
3.1.2. Конечно-разностные аппроксимации
3.1.3. Дискретные аналоги транспортных уравнений
3.2. Алгоритм SIMPLE
3.2.1. Некоторые модификации метода SIMPLE
•3.3. Решение систем линейных алгебраических уравнений
3.3.1. Метод неполной факторизации Булеева
3.3.2. Вариационная оптимизация метода Булеева

3.4. Метод пристенных функций при расчетах турбулентных течений
3.4.1. Реализация метода пристенных функций
3.5. Численное решение уравнений движения частиц
и параболизованных уравнений
Выводы
4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ДВУХФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ
В КАНАЛАХ И СТРУЯХ
4.1. Ламинарное течение газовзвеси в каналах
4.2. Численное исследование турбулентного движения газовзвеси в канале
4.3. Расчет турбулентного двухфазного течения
с использованием модели Кондратьева
4.4. Численное моделирование натекания турбулентной двухфазной струи на плоскую преграду
4.4.1. Континуальная модель
4.4.2. Лагранжево-эйлеров подход
Выводы
5. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУЙНОГО ТОРКРЕТИРОВАНИЯ
5.1. Раздельная схема подачи торкретмассы
5.1.1. Математическая модель
5.1.2. Результаты расчетов
5.2. Коаксиальная схема торкретузла
5.3. Взаимодействие струи со стенкой конвертера
5.3.1. Модель осаждения частиц
5.3.2. Алгоритм решения
5.3.3. Некоторые результаты расчетов
5.4. О применении плазменных технологий
Выводы
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДОЖИГАНИЯ МНООКСИДА УГЛЕРОДА ПРИ ВЕРХНЕЙ ПРОДУВКЕ КОНВЕРТЕРА
6.1. Технологическая схема процесса
6.2. Физическая модель
6.3. Математические модели
6.3.1. Основные уравнения
6.3.2. Учет процесса диспергирования частиц металла с поверхности раздела фаз
6.4. Методика расчета взаимодействия струи с поверхностью металла
6.5. Некоторые результаты расчетов
6.6. Пакет прикладных программ STREAM для численного моделирования струйных течений в сталеплавильных
конвертерах
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

р<иь >——щди/ду.
Здесь щ = рщ — турбулентный аналог динамического коэффициента вязкости. Для определения его широко используется полуэмпириче-ская теория турбулентности (теория пути смешения), предложенная Прандтлем, согласно которой нормальная к линии тока осредненного движения пульсация скорости пропорциональна разности осреднен-ных скоростей между слоями:
< V >— 1иди/ду,
где 1и - длина пути смешения по скорости, т.е. среднее расстояние, на котором еще сохраняется индивидуальность турбулентных возмущений. Тогда определяется как
щ = 1и< V >= 1\ди/ду.
Теория Прандтля основана на гипотезе локальности механизма турбулентного переноса и строго говоря, пригодна лишь для описания равновесных течений, в которых структура осредненного движения соответствует внутренней структуре турбулентности [51]. Однако в двухфазных течениях такое соответствие нарушается из-за влияния частиц на осредненные и пульсационные параметры течения газа. В связи с этим в последнее время широко используются модели двухфазных турбулентных течений, основанные на уравнениях переноса пульсационной энергии несущей фазы и скорости ее диссипации.
Модели турбулентного течения, содержащие только дифференциальные уравнения для осредненных параметров течения, обычно называют моделями нулевого порядка. Такие модели содержат много эмпирических констант, не являются достаточно универсальными и