内管自转且公转时环管幂律流的受力分析

数值模拟了环管中内管偏心自转且公转时由轴向压力所驱动的幂律流体充分发展层流,分析了内管上的流体作用力。结果表明,内管偏心自转时流体作用力具有推动内管作和自转同向公转的效果。当只有外力矩驱动内管自转时,由于流体的作用,随内管线密度的不同,内管能达到的受力平衡态也不同:线密度较小时内管仅能在同心自转时达到受力平衡;线密度较大时内管能在作具有不变角速度和偏心率公转时达到受力平衡,且内管线密度越大,对应的受力平衡的公转的偏心率也越大。     

PNF管内层流压降数值计算模型及偏差分析

为了建立管道非连续流体(PNF)输送时管内层流压降数值模型,基于牛顿流体和宾汉流体管内层流压降模型,考虑实际工程中气体在管道中低速运动的阻力对PNF输送阻力的影响,对PNF压降模型进行简化。结合工程实践详细分析了PNF管内层流压降近似表达式和相对精确表达式,并分析了二者之间的偏差。结合对工程数据的分析,验证了PNF管内层流压降模型的有效性。结果表明:当PNF流量增大或输送管管径减小时,使用压降近似公式与压降相对精确公式计算出的压降值之间的偏差会减小。通过与实测值对比表明,本文模型较好地描述了PNF输送时的压降。其中压降近似模型的精度更优(计算值与实测值的偏差率为1.16%~8.33%),且求解更方便。     

多级板块缝隙中脉动压力传播过程数值研究

基于一维瞬变流模型，对高坝下游水垫塘内多级底板块缝隙层中的脉动压力传播机理进行了数值研究，详细地分析了不同板块缝隙层中脉动压力的变化特征，以便为水垫塘底板块的受力分析提供科学依据．     

矩形槽道内表面活性剂减阻流体流场特性

采用粒子图像测速仪对矩形槽道内表面活性减阻流体在流动方向(x方向)与壁面垂直方向(y方向)所在平面的流场进行了测量,分析了速度、涡量、速度脉动相关量在流场内的瞬态分布,以及对500幅相同工况的流场进行了统计平均. 结果显示: 与牛顿流体相比, 表面活性剂减阻流体接近于层流流动,横向速度脉动被大幅减弱,导致湍流输运减弱,雷诺应力远远小于水. 减阻流体流向速度脉动呈条带特征,沿流动方向发展,反映了减阻流体不同于水的湍流输运特征.      

部分流体膜挤压特性分析

本文建立了粗糙表面部分流体挤压膜的物理力学模型,分析了当粗糙表面间存在流体膜时的挤压特性.对于一维挤压膜问题,当表面粗糙度纹向参数γ≤1时,粗糙度使流体阻尼增大,使平均流体膜的保持性提高;当γ>1时,粗糙度使流体阻尼减小,使平均流体膜的保持性下降.当γ保持不变时,粗糙度增大加快了固体接触的发生,并使固体接触刚度增大.     

尾矿颗粒沉降和分选规律研究

开展了尾矿颗粒在流体中沉降和分选规律研究。首先,对尾矿颗粒在流体中受力特征和各种力作用效果进行分析;其次,对牛顿流体中尾矿颗粒沉降和分选进行研究;再次,对宾汉浆液中尾矿颗粒沉降和分选进行研究;最后,对理论公式进行了讨论和结果验证。论文确定了尾矿颗粒在不同流体中的沉降特点,提出在浆体流动中不沉的最大粒径,推导出球形颗粒的沉降微分方程,推导出颗粒最终沉速和沉降距离,求得了颗粒水平运移距离,结果讨论验证了理论公式的正确性。     

SPH方法的运动边界条件研究Research on the moving boundary condition in SPH method

提出一种设置运动边界条件的方法,研究边界附近流体粒子积分截断和非物理穿透边界的问题。边界外的虚粒子在每个时间步由边界附近流体粒子对称生成,赋予相应的物理量,并在虚粒子中引入排斥力,利用拉格朗日形式的N‐S方程自编SPH程序,参考一维激波管的精确解验证边界方法的适用性,研究运动边界条件在计算模型中应用。激波管的模拟结果与精确解基本一致,且在运动边界模型中也计算获得合理的结果。文中提出的运动边界条件,避免了边界附近流体粒子积分截断问题,阻止流体粒子在边界处发生非物理穿透的现象。     

湍流横掠固定颗粒的全尺度直接数值模拟

气固两相流模拟中,当固相尺度接近或大于Kolmogorov尺度时,普通的点源模型将不再适用,固体相的体积效应和表面效应将对流体相产生显著的影响。通过采用直接数值模拟方法,结合内嵌边界方法对湍流中不同湍流强度流体横掠大于Kolmogorov尺度的固相颗粒进行了全尺度模拟,讨论分析了在两种湍流度下方形颗粒对湍流的调制影响以及颗粒的受力情况。     

非线性流动稳定性理论

流体的湍流运动普遍存在于大气、海洋、飞行器周围、推进装置和流体机械中,探讨湍流形成的条件和过程是流动稳定性理论的研究对象。早在1843年,Stokes就预见到流体状态转捩的原因是失稳。整整100年前(1883年),Reynolds让液体流入不同口径的圆管,并在对称轴上注入一股纤细的颜色水,以便明显、敏感地观察到湍流的发生。他发现: (1)流速较低时,可以看到层次分明的层流,流速增加到一定程度后,就转变成高度无序的湍流状态;      

SPH方法的运动边界条件研究

提出一种设置运动边界条件的方法,研究边界附近流体粒子积分截断和非物理穿透边界的问题。边界外的虚粒子在每个时间步由边界附近流体粒子对称生成,赋予相应的物理量,并在虚粒子中引入排斥力,利用拉格朗日形式的N-S方程自编SPH程序,参考一维激波管的精确解验证边界方法的适用性,研究运动边界条件在计算模型中应用。激波管的模拟结果与精确解基本一致,且在运动边界模型中也计算获得合理的结果。文中提出的运动边界条件,避免了边界附近流体粒子积分截断问题,阻止流体粒子在边界处发生非物理穿透的现象。