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能源再生技术中的计算流体力学应用进展
目录
一、文档简述与背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1能源再生发展趋势概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2计算流体力学方法简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3两者交叉领域研究意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
二、CFD在能源再生领域的基础应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.1风力发电装置气动特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.1.1风力涡轮机叶片绕流研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.1.2风廊道及复杂地形风场模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.2太阳能热发电系统热工水力模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.2.1抛物面槽式聚焦过程分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.2.2热传输路径与效率评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2.3地热能源开发与利用流场研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2.3.1蒸汽/热水井孔周围流动分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
2.3.2储层泄压与注入过程模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
三、CFD对新型能源再生技术的支持．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
3.1波浪能、潮汐能动能捕获机制数值探究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
3.1.1水下结构物周围流体力互动分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
3.1.2海洋环境复杂流态模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
3.2生物质能发电与气化过程模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
3.2.1燃烧/气化室内流化与混合数值研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
3.2.2高温化学反应与流动耦合仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
3.3氢能生产中流体行为研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
3.3.1电化学反应区流场与传质分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
3.3.2高温反应器内多相流模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
四、提升CFD应用精度的关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
4.1高分辨率网格生成与加密策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
4.2新型湍流模型与多尺度模拟方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
4.2.1针对宽谱流场的模型改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
4.2.2大涡模拟在复杂能量转换场景的应用探讨．．．．．．．．．．．．．．．．64
4.3多物理场耦合模拟与数值算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
4.3.1流体流动热传输耦合计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
4.3.2流动声学/振动耦合仿真研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72
五、CFD模拟结果与实验验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
5.1模拟预测的关键性能参数分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
5.1.1功率系数、热效率等核心指标预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77
5.1.2可靠性设计依据提供．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79
5.2数值仿真与物理实验的对比验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
5.2.1不同工况下的验证数据分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
5.2.2建模不确定性量化评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86
5.3模拟结果对能源装置优化的指导．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．90
5.3.1结构改进方案的数值评估．．．．．．．．．．．．．．
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