CFD|NFX在煤炭行业中的应用
我国是一个能源结构较为单一的国家,贫油贫气富煤的能源结构使我国能源消耗不得不重点依赖煤炭资源。煤炭行业在我国社会发展中占有重要的作用。但在燃煤过程中产生的烟气对城市的生态环境会造成非常严重的影响，随着社会不断发展，人们对环保节能的重视程度也有很大的提升，在这个过程中就需要对城市发展中产生的污染物进行全面分析，碳中和，节能减排，降本增效成为行业中的高频词，热力学平衡模型、反应动力学模型、计算流体动力学CFD模型等研究正在应用在选煤工程，管道工程，矿山工程中。
midas NFX 是MIDASIT 公司自主研发的全中文、多物理场优化设计软件，软件基于传统FEM原理开发。midasNFX拥有人性化的图形界面，NFX 集结构、热、流体分析于一体，可进行建模、网格划分、有限元边界施加、求解以及后处理等的全过程仿真，因此是一个高度集成化的分析平台。
midas NFX 支持流-固-热 双向（强）耦合功能，可针对1D，2D，3D流体单元，以及1D+3D流体单元的整体分析，可以有效解决气体扩散、混合气体、热对流、热传导、热辐射、管道流、多相流（固-液-气）、旋转机械等流场分析
[1]杨茂青.重介质旋流器选煤技术在我国的创新发展与应用[J].选煤技术,
2022,50(03):7-13.DOI:10.16447/j.cnki.cpt.2022.03.002.理想流体&实际流体的气液两相流分析
NFX CFD支持1D单元以及1D&3D单元耦合计算管道流动（流速、压降）
NFX CFD多孔介质模型—流体在土壤海绵岩石等孔隙材料中的流动
动网格
[1]刘学,刘剑,王东.高海拔环境下离心风机性能数值模拟研究[J].
中国安全生产科学技术,2021,17(12):98-104.
[1]邓红卫,钟智明,田广林.高原矿井分段式增氧通风数值模拟研究[J].
黄金科学技术,2021,29(05):698-708.
矿井岩层地热能协同开采示意图[1]李孜军,徐宇,贾敏涛,刘华森,潘伟,邓义芳.深部矿井岩层地热能协同开采治理热害数值模拟[J].中南大学学报(自然科学版),2021,52(03):671-680.
根据水煤浆的物理性质，水煤浆管道输送主要基于两种理论，两相流理论和非牛顿流理论。两种理论从不同的角度来处理控制方程里的各种相：
*两相流理论把水煤浆看成两种流体，各自一套控制方程，通过相间的耦合关系进行求解；*非牛顿流理论把水煤浆看成一种流体，只有一套控制方程，通过剪切应力与剪切速率关系表达式联立方程进行求解。 将水看作一种连续介质，固体相抽象为另一种充满整个流场的连续介质，两种介质在同一时空中相互重叠。优点——模型可以全面的考虑颗粒相质量,动量和能量的湍流扩散，并用统一的办法处理颗粒和流体相。缺点——该模型只能将流场中粒子抽象为单一粒径的同型颗粒进行计算；对于高浓度下的水煤浆介质，由于其忽略了介质水与颗粒相之间的相互作用，因此模拟结果可能与实际过程产生偏差。 将颗粒视为离散体系拉格朗日坐标体系中对每一个颗粒按照流体对它的作用力及颗粒间碰撞产生的作用力两部分列出方程。优点——充分考虑了水与颗粒相之间的相互作用，在计算中考虑了颗粒物的曳力、升力、湍流随机运动。能详细描述不同粒径及粒型的颗粒物的运动轨迹以及颗粒物与壁面的相互作用。缺点——需要记录每个颗粒在空间流场的位置和运动状态。对于计算机内存要求较大，在高浓度浆体计算时存在一定困难。 运用非牛顿流理论建立的单流体模型，通过考虑介质的流变性本构方程，来模拟水煤浆稳定程度的屈服应力部分和流动阻力剪切应力部分。Ø优点——对于复杂的固液两相流有较好的计算效果，能较好的模拟流动过程中的“二次流”现象，以及由流变性质引起的实际流动偏差。Ø缺点——由于该模型为单流体模型，因此无法观察颗粒的运动轨迹以及运动细节。
G4工况粒径3mm煤矸石颗粒运动轨迹
在水煤浆多相流管道仿真中采用了非牛顿流体模型与欧拉-拉格朗日模型结合的方法对水煤浆在管道中的流动特性进行了分析，管内的速度分布、粘度变化与试验结果相吻合；单一粒径颗粒物分布浓度与浆体扩散度试验规律一致，均呈现浓度较低的浆体，流动性较强的情况，这一计算结果也与浆体流动速率越高粘度越小相吻合。
网格划分
水煤浆流体性质选用上节中G4工况的水煤浆流变参数作为非牛顿流体的参考参数
渗流流线分布图
本次分测试了NFX基于多孔介质模型的水煤浆非牛顿流体土壤渗流分析结果，渗流场的浆体渗流速度分布、压力分布以及非牛顿流体的粘性变化分布，计算结果揭示了非牛顿流体在土壤渗流过程中的特异性变化。 
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