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第1章 绪论1

1.1 数值模拟的概念1

1.2 数值模拟方法的发展2

1.3 选矿过程数值模拟的意义5

1.3.1 选矿概述5

1.3.2 选矿在国民经济中的作用6

1.3.3 选矿过程数值模拟的意义6

第2章 计算流体力学基础8

2.1 流体的特征8

2.1.1 运动学特性8

2.1.2 输运特性9

2.1.3 热力学特性12

2.2 流体力学基本控制方程14

2.2.1 质量守恒连续性方程14

2.2.2 动量守恒方程17

2.2.3 能量守恒方程19

2.3 不可压缩黏性层流流动22

2.4 不可压缩黏性绕流流动27

2.4.1 边界层动量积分27

2.4.2 顺流边界层30

2.4.3 曲壁边界层35

2.5 湍流流动37

2.5.1 均匀湍流场的质点位移37

2.5.2 雷诺方程和脉动方程38

2.5.3 雷诺应力输运方程39

第3章 数值模拟方法的基本原理41

3.1 有限差分法41

3.1.1 有限差分格式41

3.1.2 双曲型方程的有限差分法48

3.1.3 抛物型方程的有限差分法62

3.1.4 椭圆型方程的差分方法79

3.2 有限元法90

3.2.1 两点边值问题的有限元法91

3.2.2 二维边值问题的有限元法99

3.3 多重网格法111

3.3.1 迭代法的收敛111

3.3.2 多重网格法的基本过程113

3.4 SIMPLE算法118

第4章 数值模拟软件122

4.1 CFD数值模拟软件概述122

4.2 几种主流的CFD数值模拟软件123

4.2.1 ANSYS软件123

4.2.2 Fluent软件128

4.2.3 PHOENICS软件138

4.2.4 EDEM软件144

第5章 两产品重介质旋流器的数值模拟152

5.1 重介质旋流器选煤概述152

5.1.1 重介质旋流器选煤技术的发展历史与现状152

5.1.2 重介质旋流器的发展历史152

5.1.3 重介质旋流器结构及流场模拟的意义161

5.2 涡流运动理论及矿粒在分选过程中的运动行为162

5.2.1 旋流器流场的基本特点163

5.2.2 旋流器内三维速度场分布165

5.2.3 旋流器内压力分布169

5.2.4 矿粒在静止介质中变速运动阶段的运动171

5.2.5 有水平流时矿粒在重力分选过程中的运动176

5.3 重介质旋流器流场的数值模拟179

5.3.1 重介质旋流器流场数值模拟的现状179

5.3.2 模拟软件选择180

5.3.3 CFD基本方程182

5.3.4 湍流模型183

5.3.5 湍流模型的选择186

5.4 DSM型重介质旋流器流场数值模拟190

5.4.1 DSM旋流器流场数值模拟条件190

5.4.2 数值模拟计算结果192

5.4.3 模拟计算结果的初步结论199

5.5 DWP型重介质旋流器流场数值模拟200

5.5.1 模拟边界条件的选择和确定200

5.5.2 数值模拟流程201

5.5.3 数值模拟计算结果202

5.5.4 模拟计算结果的初步分析206

第6章 三产品重介质旋流器流场的数值模拟209

6.1 三产品重介质旋流器的结构参数及边界条件209

6.1.1 三产品重介质旋流器结构参数209

6.1.2 三产品重介质旋流器流场边界条件209

6.2 三产品重介质旋流器内流体的运动轨迹211

6.3 三产品重介质旋流器流场内入选颗粒的运动轨迹213

6.4 三产品重介质旋流器速度场216

6.4.1 速度场等位面216

6.4.2 速度场曲线234

6.4.3 速度角等位面254

6.5 三产品重介质旋流器压力场255

6.5.1 压力场等位面255

6.5.2 压力场曲线257

6.6 三产品重介质旋流器密度场272

6.6.1 密度场等位面272

6.6.2 密度场曲线273

6.7 三产品重介质旋流器流场的湍流强度278

6.8 本章小结280

第7章 跳汰机的数值模拟281

7.1 跳汰机流场数值模拟基本原理281

7.1.1 跳汰选矿概述281

7.1.2 多相流动基本方程的数值计算方法282

7.1.3 小结289

7.2 跳汰机流场势流模型的数值模拟290

7.2.1 黏性流体流动的基本方程290

7.2.2 数值模拟的边界条件和初始条件290

7.2.3 不同结构流场的数值模拟结果及分析291

7.2.4 小结297

7.3 跳汰机流场的湍流流动数值模拟298

7.3.1 湍流流动模型298

7.3.2 跳汰机流场的湍流数值模拟301

7.3.3 小结304

7.4 跳汰过程中脉动水流运动的数值模拟及实验研究304

7.4.1 数值模拟方法及初始参数选取305

7.4.2 模拟结果及分析305

7.4.3 脉动水流特性的实验研究307

7.4.4 小结318

第8章 浮选柱流场的数值模拟320

8.1 浮选概述320

8.2 浮选柱的单相湍流数值模拟321

8.2.1 浮选柱数值模拟积分区域的网格化322

8.2.2 浮选柱的单相湍流数值模拟322

8.2.3 小结327

8.3 多相流动的数学模型330

8.3.1 多相流动的基本概念331

8.3.2 多相流动的基本方程333

8.3.3 选矿过程多相流动的处理方法335

8.3.4 多相流动基本方程的数值计算方法335

8.3.5 小结336

8.4 浮选柱中流体的流动方程及其数值模拟336

8.4.1 浮选柱中流体的流动方程336

8.4.2 Microcel浮选柱的两相流数值模拟338

8.4.3 实验室双射流浮选柱的两相流数值模拟346

8.4.4 小结349

8.5 利用数值模拟对双射流浮选柱进行放大349

8.5.1 尾矿口布置对流场分布的影响349

8.5.2 速度对流场分布的影响352

8.5.3 入料条件对流场分布的影响353

8.5.4 浮选柱的放大358

8.5.5 小结360

参考文献361