| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 主要符号表 | 第20-22页 |
| 1 绪论 | 第22-40页 |
| 1.1 微滤过程 | 第22-25页 |
| 1.1.1 微滤技术 | 第22-23页 |
| 1.1.2 微滤传质过程及模型 | 第23-25页 |
| 1.2 微滤膜污染控制及传质强化技术 | 第25-33页 |
| 1.2.1 微滤膜污染问题 | 第25-27页 |
| 1.2.2 湍流促进强化传质器的类型及其应用 | 第27-29页 |
| 1.2.3 湍流促进器的强化机理 | 第29-30页 |
| 1.2.4 管式微滤强化及相关领域的涡动力学分析 | 第30-33页 |
| 1.3 CFD在微滤传质过程及相关领域中的应用 | 第33-38页 |
| 1.3.1 CFD概述 | 第33-34页 |
| 1.3.2 CFD技术在膜分离过程中的研究进展 | 第34-35页 |
| 1.3.3 CFD技术在悬浮颗粒流中的研究进展 | 第35-36页 |
| 1.3.4 OpenFOAM简介及其在化工领域的应用 | 第36-38页 |
| 1.4 论文研究目的及主要内容 | 第38-40页 |
| 2 考虑渗流边界和颗粒沉积的圆管微滤过程数值建模 | 第40-60页 |
| 2.1 物理模型 | 第40-41页 |
| 2.1.1 管内湍流 | 第40-41页 |
| 2.1.2 悬浮颗粒运动 | 第41页 |
| 2.1.3 颗粒在壁面上的沉积 | 第41页 |
| 2.2 数值算法的建立 | 第41-46页 |
| 2.2.1 湍流大涡模拟方程的建立 | 第42-43页 |
| 2.2.2 悬浮颗粒运动方程与双向耦合模型 | 第43-46页 |
| 2.3 数值算法与求解器开发 | 第46-53页 |
| 2.3.1 方程离散与速度压力解耦 | 第46-47页 |
| 2.3.2 求解器开发 | 第47-49页 |
| 2.3.3 颗粒壁面沉积模型 | 第49-51页 |
| 2.3.4 渗流边界的实现 | 第51-53页 |
| 2.3.5 数值计算流程 | 第53页 |
| 2.4 并行集群、并行计算及其实现 | 第53页 |
| 2.5 模型验证 | 第53-59页 |
| 2.5.1 湍流大涡模拟流场结果验证 | 第55-58页 |
| 2.5.2 单个颗粒双向耦合计算结果 | 第58页 |
| 2.5.3 大规模悬浮颗粒运动结果验证 | 第58-59页 |
| 2.6 本章小结 | 第59-60页 |
| 3 管式微滤过程滤饼沉积的CFD研究 | 第60-81页 |
| 3.1 计算网格的划分 | 第61-63页 |
| 3.2 全粘理想模型的建立 | 第63-66页 |
| 3.2.1 流场和悬浮颗粒的初始条件设定 | 第63-64页 |
| 3.2.2 流场的边界条件设定 | 第64-65页 |
| 3.2.3 悬浮颗粒的边界条件设定 | 第65页 |
| 3.2.4 求解步骤 | 第65-66页 |
| 3.3 沉积判定模型的建立 | 第66-68页 |
| 3.3.1 流场和悬浮颗粒的初始条件设定 | 第66-67页 |
| 3.3.2 流场的边界条件设定 | 第67页 |
| 3.3.3 悬浮颗粒的边界条件设定 | 第67-68页 |
| 3.4 结果与讨论 | 第68-80页 |
| 3.4.1 全粘理想模型的结果与讨论 | 第68-73页 |
| 3.4.2 沉积判定模型的结果与讨论 | 第73-79页 |
| 3.4.3 全粘理想模型与沉积判定模型的比较 | 第79-80页 |
| 3.5 本章小结 | 第80-81页 |
| 4 扰流挡板强化管式微滤过程的CFD研究 | 第81-100页 |
| 4.1 计算模型的建立 | 第81-86页 |
| 4.1.1 计算网格的划分 | 第81-83页 |
| 4.1.2 流场和悬浮颗粒的初始条件设定 | 第83页 |
| 4.1.3 流场的边界条件设定 | 第83-84页 |
| 4.1.4 悬浮颗粒的边界条件设定 | 第84-85页 |
| 4.1.5 求解步骤 | 第85-86页 |
| 4.2 模型验证 | 第86-88页 |
| 4.3 操作参数对渗透通量的影响 | 第88-91页 |
| 4.3.1 跨膜压力对渗透通量的影响 | 第88-89页 |
| 4.3.2 进口速度对渗透通量的影响 | 第89-91页 |
| 4.4 扰流挡板结构参数的影响 | 第91-95页 |
| 4.4.1 挡板收缩率的影响 | 第91-93页 |
| 4.4.2 挡板间距的影响 | 第93-95页 |
| 4.5 流场分析 | 第95-96页 |
| 4.5.1 压力分布 | 第95-96页 |
| 4.5.2 速度分布 | 第96页 |
| 4.6 颗粒的沉积分布 | 第96-99页 |
| 4.7 本章小结 | 第99-100页 |
| 5 基于湍流旋涡结构分析的微滤过程强化研究 | 第100-121页 |
| 5.1 涡动力学及旋涡判据 | 第100-104页 |
| 5.1.1 涡动力学 | 第100-101页 |
| 5.1.2 旋涡判据 | 第101-102页 |
| 5.1.3 圆管内旋涡的发展过程及分析 | 第102-104页 |
| 5.2 扰流挡板结构参数对强化过程的影响 | 第104-118页 |
| 5.2.1 挡板收缩率(β)的影响 | 第104-110页 |
| 5.2.2 挡板间距(L/D)的影响 | 第110-118页 |
| 5.3 扰流挡板对滤饼形成的影响 | 第118-120页 |
| 5.3.1 挡板收缩率(β)对滤饼沉积的影响 | 第118-119页 |
| 5.3.2 挡板间距(L/D)对滤饼沉积的影响 | 第119-120页 |
| 5.4 本章小结 | 第120-121页 |
| 6 结论与展望 | 第121-124页 |
| 6.1 结论 | 第121-122页 |
| 6.2 创新点 | 第122-123页 |
| 6.3 展望 | 第123-124页 |
| 参考文献 | 第124-136页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第136-137页 |
| 致谢 | 第137-138页 |
| 作者简介 | 第138页 |