矿物加工过程的数值模拟

前言

第1章 绪论

1.1 数值模拟的概念

1.2 数值模拟方法的发展

1.3 选矿过程数值模拟的意义

1.3.1 选矿概述

1.3.2 选矿在国民经济中的作用

1.3.3 选矿过程数值模拟的意义

第2章 计算流体力学基础

2.1 流体的特征

2.1.1 运动学特性

2.1.2 输运特性

2.1.3 热力学特性

2.2 流体力学基本控制方程

2.2.1 质量守恒连续性方程

2.2.2 动量守恒方程

2.2.3 能量守恒方程

2.3 不可压缩黏性层流流动

2.4 不可压缩黏性绕流流动

2.4.1 边界层动量积分

2.4.2 顺流边界层

2.4.3 曲壁边界层

2.5 湍流流动

2.5.1 均匀湍流场的质点位移

2.5.2 雷诺方程和脉动方程

2.5.3 雷诺应力输运方程

第3章 数值模拟方法的基本原理

3.1 有限差分法

3.1.1 有限差分格式

3.1.2 双曲型方程的有限差分法

3.1.3 抛物型方程的有限差分法

3.1.4 椭圆型方程的差分方法

3.2 有限元法

3.2.1 两点边值问题的有限元法

3.2.2 二维边值问题的有限元法

3.3 多重网格法

3.3.1 迭代法的收敛

3.3.2 多重网格法的基本过程

3.4 SIMPLE算法

第4章 数值模拟软件

4.1 CFD数值模拟软件概述

4.2 几种主流的CFD数值模拟软件

4.2.1 ANSYS软件

4.2.2 Fluant软件

4.2.3 PHOENICS软件

4.2.4 EDEM软件

第5章 两产品重介质旋流器的数值模拟

5.1 重介质旋流器选煤概述

5.1.1 重介质旋流器选煤技术的发展历史与现状

5.1.2 重介质旋流器的发展历史

5.1.3 重介质旋流器结构及流场模拟的意义

5.2 涡流运动理论及矿粒在分选过程中的运动行为

5.2.1 旋流器流场的基本特点

5.2.2 旋流器内三维速度场分布

5.2.3 旋流器内压力分布

5.2.4 矿粒在静止介质中变速运动阶段的运动

5.2.5 有水平流时矿粒在重力分选过程中的运动

5.3 重介质旋流器流场的数值模拟

5.3.1 重介质旋流器流场数值模拟的现状

5.3.2模拟软件选择

5.3.3 CFD基本方程

5.3.4 湍流模型

5.3.5 湍流模型的选择

5.4 DSM型重介质旋流器流场数值模拟

5.4.1 DSM旋流器流场数值模拟条件

5.4.2 数值模拟计算结果

5.4.3 模拟计算结果的初步结论

5.5 DWP型重介质旋流器流场数值模拟

5.5.1 模拟边界条件的选择和确定

5.5.2 数值模拟流程

5.5.3 数值模拟计算结果

5.5.4 模拟计算结果的初步分析

第6章 三产品重介质旋流器流场的数值模拟

6.1 三产品重介质旋流器的结构参数及边界条件

6.1.1 三产品重介质旋流器结构参数

6.1.2 三产品重介质旋流器流场边界条件

6.2 三产品重介质旋流器内流体的运动轨迹

6.3 三产品重介质旋流器流场内人选颗粒的运动轨迹

6.4 三产品重介质旋流器速度场

6.4.1 速度场等位面

6.4.2 速度场曲线

6.4.3 速度角等位面

6.5 三产品重介质旋流器压力场

6.5.1 压力场等位面

6.5.2 压力场曲线

6.6 三产品重介质旋流器密度场

6.6.1 密度场等位面

6.6.2 密度场曲线

6.7 三产品重介质旋流器流场的湍流强度

6.8 本章小结

第7章 跳汰机的数值模拟

7.1 跳汰机流场数值模拟基本原理

7.1.1 跳汰选矿概述

7.1.2 多相流动基本方程的数值计算方法

7.1.3 小结

7.2 跳汰机流场势流模型的数值模拟

7.2.1 黏性流体流动的基本方程

7.2.2 数值模拟的边界条件和初始条件

7.2.3 不同结构流场的数值模拟结果及分析

7.2.4 小结

7.3 跳汰机流场的湍流流动数值模拟

7.3.1 湍流流动模型

7.3.2 跳汰机流场的湍流数值模拟

7.3.3 小结

7.4 跳汰过程中脉动水流运动的数值模拟及实验研究

7.4.1 数值模拟方法及初始参数选取

7.4.2模拟结果及分析

7.4.3 脉动水流特性的实验研究

7.4.4 小结

第8章 浮选柱流场的数值模拟

8.1 浮选概述

8.2 浮选柱的单相湍流数值模拟

8.2.1 浮选柱数值模拟积分区域的网格化

8.2.2 浮选柱的单相湍流数值模拟

8.2.3 小结

8.3 多相流动的数学模型

8.3.1 多相流动的基本概念

8.3.2 多相流动的基本方程

8.3.3 选矿过程多相流动的处理方法

8.3.4 多相流动基本方程的数值计算方法

8.3.5 小结

8.4 浮选柱中流体的流动方程及其数值模拟

8.4.1 浮选柱中流体的流动方程

8.4.2 Microcel浮选柱的两相流数值模拟

8.4.3 实验室双射流浮选柱的两相流数值模拟

8.4.4 小结

8.5 利用数值模拟对双射流浮选柱进行放大

8.5.1 尾矿口布置对流场分布的影响

8.5.2 速度对流场分布的影响

8.5.3 人料条件对流场分布的影响

8.5.4 浮选柱的放大

8.5.5 小结

参考文献

《矿物加工过程的数值模拟》主要介绍了数值模拟的基本原理以及作者以计算机及多媒体技术为工具，通过数值计算分析和图像处理等方法，对选矿过程的科学技术问题进行研究和分析主要实例。分别介绍了计算流体力学基础、流体特征、数值模拟法的基本原理、数值模拟软件、两产品重介旋流器的数值模拟、三产品重介旋流器的数值模拟、跳汰机的数值模拟、浮选柱流场的数值模拟等。