| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 1 绪论 | 第22-44页 |
| 1.1 引言 | 第22-23页 |
| 1.2 煤炭资源的高效清洁化利用 | 第23-25页 |
| 1.3 煤的热解特性与热解模型研究现状 | 第25-28页 |
| 1.4 煤粉气固两相湍流燃烧的研究现状 | 第28-35页 |
| 1.5 燃煤过程中的碱金属释放与反应特性研究现状 | 第35-40页 |
| 1.6 本文研究内容及结构 | 第40-44页 |
| 2 煤热解的单颗粒实验研究及通用热解模型发展 | 第44-75页 |
| 2.1 单颗粒实验系统与方案 | 第45-50页 |
| 2.1.1 单颗粒煤实验系统 | 第45-48页 |
| 2.1.2 实验煤样及工况 | 第48-50页 |
| 2.2 煤的通用热解模型研究与发展 | 第50-53页 |
| 2.2.1 宏观热解模型 | 第50-51页 |
| 2.2.2 基于煤结构的详细热解模型 | 第51-53页 |
| 2.3 耦合CPD模型与单颗粒能量方程模拟其热解过程 | 第53-60页 |
| 2.3.1 化学渗透脱挥发分(CPD)模型 | 第53-55页 |
| 2.3.2 生物质热解的bio-CPD模型 | 第55-57页 |
| 2.3.3 单颗粒热解的能量方程及与CPD耦合 | 第57-60页 |
| 2.4 不同温度下单颗粒的热解特性 | 第60-64页 |
| 2.5 不同粒径的单颗粒的热解特性 | 第64-67页 |
| 2.6 不同燃料种类的单颗粒的热解特性 | 第67-70页 |
| 2.7 不同混合比例下煤与生物质混合单颗粒的热解特性 | 第70-73页 |
| 2.8 本章小结 | 第73-75页 |
| 3 气固两相大涡模拟的控制方程组、模型与数值方法 | 第75-98页 |
| 3.1 气相控制方程组 | 第75-77页 |
| 3.2 颗粒相方程组 | 第77-79页 |
| 3.3 气固双向耦合在气相方程组中的源项 | 第79-80页 |
| 3.4 煤粉颗粒的热解模型 | 第80-84页 |
| 3.4.1 CPD模型及与大涡模拟程序的耦合 | 第82-83页 |
| 3.4.2 单方程模型及与大涡模拟程序的耦合 | 第83-84页 |
| 3.5 煤粉颗粒的焦炭燃烧模型 | 第84-86页 |
| 3.6 气相燃烧模型 | 第86-89页 |
| 3.7 辐射模型 | 第89-90页 |
| 3.8 数值方法、数值格式及边界条件 | 第90-92页 |
| 3.8.1 数值方法与数值格式 | 第90页 |
| 3.8.2 边界条件 | 第90-92页 |
| 3.9 程序结构与软硬件环境 | 第92-94页 |
| 3.9.1 程序流程 | 第92-94页 |
| 3.9.2 软硬件环境 | 第94页 |
| 3.10 气固两相湍流流动的大涡模拟验证研究 | 第94-97页 |
| 3.11 本章小结 | 第97-98页 |
| 4 气固两相煤粉射流热解过程的大涡模拟 | 第98-117页 |
| 4.1 计算工况设置 | 第99-102页 |
| 4.2 煤粉气固两相湍流射流热解的瞬态场 | 第102-104页 |
| 4.3 在线CPD模型与单方程模型大涡模拟的对比 | 第104-110页 |
| 4.4 煤粉气固两相湍流射流热解特性的参数研究 | 第110-116页 |
| 4.4.1 颗粒直径对两相湍流中煤粉热解特性的影响 | 第111-112页 |
| 4.4.2 煤种对两相湍流中煤粉热解特性的影响 | 第112-113页 |
| 4.4.3 给煤量对两相湍流中煤粉热解特性的影响 | 第113-115页 |
| 4.4.4 载气流速对两相湍流中煤粉热解特性的影响 | 第115页 |
| 4.4.5 热解温度对两相湍流中煤粉热解特性的影响 | 第115-116页 |
| 4.5 本章小结 | 第116-117页 |
| 5 气固两相煤粉燃烧过程的大涡模拟 | 第117-136页 |
| 5.1 气相燃烧模型验证:非预混甲烷射流火焰的大涡模拟 | 第118-122页 |
| 5.1.1 计算工况设置 | 第118-119页 |
| 5.1.2 计算结果与讨论 | 第119-122页 |
| 5.2 煤粉射流火焰A:采用甲烷值班火焰的煤粉两相湍流燃烧的大涡模拟 | 第122-130页 |
| 5.2.1 计算工况设置 | 第122-124页 |
| 5.2.2 煤粉两相射流火焰特性 | 第124-125页 |
| 5.2.3 颗粒的统计数据对比 | 第125-127页 |
| 5.2.4 物质组分的摩尔分数对比 | 第127-129页 |
| 5.2.5 小结 | 第129-130页 |
| 5.3 煤粉射流火焰B:采用高温伴流点燃的煤粉两相湍流燃烧的大涡模拟 | 第130-134页 |
| 5.3.1 计算工况设置 | 第130-131页 |
| 5.3.2 煤粉射流火焰的气相温度瞬态场 | 第131-132页 |
| 5.3.3 煤粉射流火焰特性的定量比较 | 第132-133页 |
| 5.3.4 小结 | 第133-134页 |
| 5.4 本章小结 | 第134-136页 |
| 6 气固两相煤粉燃烧过程中碱金属释放与反应的大涡模拟 | 第136-159页 |
| 6.1 碱金属详细化学反应的建表方法 | 第138-153页 |
| 6.1.1 简化假设 | 第138-139页 |
| 6.1.2 化学反应表格坐标:初始条件 | 第139-140页 |
| 6.1.3 化学反应表格坐标中初始条件的分布特性 | 第140-142页 |
| 6.1.4 化学反应表格坐标:反应进程变量 | 第142-143页 |
| 6.1.5 化学反应表格的建表过程 | 第143-149页 |
| 6.1.6 化学反应表格与详细机理的对比验证 | 第149-153页 |
| 6.2 煤粉射流火焰中碱金属反应动力学特性的大涡模拟 | 第153-158页 |
| 6.2.1 大涡模拟中应用化学反应表格模拟钠组分的反应 | 第153页 |
| 6.2.2 计算工况设置 | 第153-154页 |
| 6.2.3 结果与讨论 | 第154-158页 |
| 6.3 本章小结 | 第158-159页 |
| 7 气固两相煤粉燃烧大涡模拟程序LESsCOAL的并行优化 | 第159-185页 |
| 7.1 优化前LESsCOAL的并行效率及采取的优化策略 | 第159-165页 |
| 7.1.1 优化前LESsCOAL的并行效率 | 第160-162页 |
| 7.1.2 对LESsCOAL进行并行优化采取的优化策略 | 第162-165页 |
| 7.2 颗粒模块的并行优化 | 第165-175页 |
| 7.2.1 OhHelp并行方法 | 第166-169页 |
| 7.2.2 在LESsCOAL颗粒模块中引入OhHelp | 第169-172页 |
| 7.2.3 采用MPI单边通信优化颗粒传递过程 | 第172-174页 |
| 7.2.4 优化后LESsCOAL颗粒模块的并行效率 | 第174-175页 |
| 7.3 辐射模块的并行优化 | 第175-182页 |
| 7.3.1 优化方法一:辐射射线计算顺序优化 | 第176-179页 |
| 7.3.2 优化方法二:对角切片法 | 第179-180页 |
| 7.3.3 辐射模块优化效果 | 第180-182页 |
| 7.4 优化后LESsCOAL的并行效率 | 第182-184页 |
| 7.5 本章小结 | 第184-185页 |
| 8 全文总结与展望 | 第185-192页 |
| 8.1 主要研究内容及结论 | 第186-188页 |
| 8.2 本文主要创新点 | 第188-189页 |
| 8.3 未来工作展望 | 第189-192页 |
| 参考文献 | 第192-210页 |
| 作者简历 | 第210-212页 |
