锥形轴对称微管道内流动特性实验研究

介绍了生物转基因显微注射的应用和存在的问题。针对显微注射所用的锥形轴对称微管道，进行了流动过程理论分析，并在微流动实验平台上对这种管道内流动进行了流量与压力特性参数的连续观测实验，详尽介绍了实验装置和实验过程，并给出了尖端直径为4～15μm的锥形管道流动实验结果。     

电流动聚焦中非牛顿流体射流影响因素的实验研究

在一套流动聚焦装置上加载高压直流电场形成电流动聚焦,并开展了非牛顿流体带电射流的不稳定性特性实验研究。实验在自行设计的装置系统上完成,获得了电流动聚焦中非牛顿流体射流的流动状态,考察了不同控制参数下射流形态的变化。结果表明,由于非牛顿流体具有粘弹性,与牛顿流体相比,非牛顿流体带电射流体现了更复杂的流动特点。这些实验结果为我们理解复杂条件下非牛顿流体射流的流动机理提供了参考,也有助于深入的实验分析和理论研究奠定了基础。     

孔眼流入对水平井中流动影响的实验研究

设计并建立了水平井筒变质量流动模拟实验装置。对具有射孔完井的水平井筒变质量流动进行了实验研究,利用先进的数据采集系统获取了大量的实验数据。对水平井井筒单孔眼段流动阻力损失分析可知,流动阻力由三部分组成：管壁摩擦阻力、加速损失和混合损失。对实验数据进行处理得出了混合损失和主流流速与孔眼流速之间的关系。对于一定的主流流速,混合损失随孔眼流速的增大而增大,同时,对于一定的孔眼流速,混合损失随主流流速的增大而增大,此时孔眼的流入对水平井筒中的流动造成的影响比较显著。孔眼的流入增加了井筒中流动的复杂性。对实验数据进行的回归结果表明,在本实验条件和范围内,主流流速和孔眼流速是造成混合损失的主要因素。     

流态实验装置的改进

<正> 在流体力学或水力学的教学中,雷诺实验和阻力实验占有重要的地位.在雷诺实验中未揭示出层流向紊流过渡的流动图象,用着色法的流动显示技术很难测到下临界雷诺数为2000.阻力实验也难于测出阻力的五个流动区域.为了解决雷诺实验与阻力实验教学中所存在的上述问题,我们制成了一套流态综合实     

水平管气液两相间歇流含气率研究

对大直径水平管内气液二相流动进行了实验，实验结果表明大直径水平管与小直径水平管具有不同的气液二相流动特征。分析和提出了适用于大直径水平管内间歇流液弹含气率模型，其计算值与实验值非常接近。     

水平管道中冰浆流动的摩阻特性的实验研究

本文对冰浆的流动摩阻特性进行了实验研究，并和清水的流动摩阻特性进行了对比，得到冰浆流动摩阻计算的经验公式．     

非极性小分子有机液体在微管道中的流量特性

用去离子水及有机液体在内径约为25μm的石英圆管内进行了流量特性实验．液体分子量范围为18~160,动力黏性系数的范围为0.5~1mPa·s.实验雷诺数范围为Re＜8．所用有机液体为:四氯化碳、乙基苯及环己烷都是非极性液体,其分子结构尺度小于1nm．实验结果表明,在定常层流条件下,圆管内的液体流量与两端压力差成正比,其压力－流量关系仍符合经典的Hagen－Poiseuille流动．这说明非极性小分子有机液体在本实验所用微米尺度管道中其流动规律仍符合连续介质假设．鉴于微尺度流动实验的特殊性,文中还介绍了微流动实验装置,分析了微尺度流动测量误差来源及提高测量精度的措施．     

大型低速二元风洞侧壁边界层控制及对单段翼型实验结果的影响

本文简述了ＮＦ－３风洞二元实验段侧壁边界层吹除控制系统及具有吹气的模型实验方法，给出了不同吹气系数对风洞边界层的控制效果以及对相对厚度为７％的单段翼型实验结果的影响。初步实验研究结果表明，该控制系统能有效地改善风洞侧壁边界层的流动状态，减小侧壁干扰，改善翼型实验中的二元流动特性     

低速轴对称层流射流流动形态和失稳机制的实验研究

本文应用染色液和悬浮粒子显示方法,进一步实验研究轴对称层流射流的流动形态及其失稳机制。首次成功地在从一定口径的喷嘴流出的低速轴对称层流射流中观察到环形回流流动。给出了射流随速度演化及实验容器边界对其流动形态影响的显示照片,发现实际射流的轴对称波动及失稳过程正好对应射流在容器底部产生的环形旋涡的生长和破碎过程。本文认为由于实验空间有限尺度对流动的限制改变了原来射流的流动形态和流场空间的拓扑性质,射流与实际边界的相互作用对实际射流的失稳和转捩有重要的影响。     

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依据膏体推进剂火箭发动机设计和膏体推进剂管道流动实验需求,提出了一种新型膏体推进 剂供给系统方案. 该方案以变频电机作为驱动力,螺杆/螺母、减速器等作为传动部件,可以 满足实验中对流量精确控制的要求. 利用该供给平台进行了膏体推进剂替代物-丁羟(端羟 基聚丁二烯)的管道流动实验,测得了压力与流量的关系曲线. 以非牛顿流体流动理论为基 础,分析了丁羟管道流动实验结果,得出的黏度数据与文献吻合,初步验证了该供给方案的 可行性以及原理性平台各项参数的正确性.     

湍流的确定性与随机性

本文讨论和证实了近代被人称作湍流流动“相干结构”确定性方面的积极兴趣。可以证明,通过实验研究已经得列了一些重要的新的结果,对流动的随机特征提出了新的见解并为进一步的实验和理论探索提出了新的方向。     

喷雾二相流动的初步分析与实验

Quandt、Muench等曾初步考虑了应用二相流动的一般理论来分析喷雾推进系统的性能。他们的工作与实验相结合,表明在船速高于75节时,喷雾推进可能优于螺旋桨推进和喷水推进。 本文就喷雾状二相喷管流动的基本方程进行了研讨。并和实验数据进行了比较。 一、基本假定和流动方程 假定气-液二相流动过程为一维定常流动,气相为均匀连续介质,且满足理想气体状     

无氧铜平面冲击波实验的横向应力测试及屈服强度确定

为直接确定平面冲击波实验中无氧铜的流动应力,测量了试件中的纵向应力和横向应力,得到了试件中流动应力随时间的变化。采用构建的7种本构模型对无氧铜平面冲击波实验进行数值模拟,比较了实验结果与理论计算结果。研究指出,由SHPB等确定的中等应变率本构并不能拓宽应用于平面冲击波实验。     

一元非定常流的惯性力

本文定量地探讨了一元非定常流中惯性力项的影响问题,通过实验及摸拟计算给出了将非定常流动过程当作拟定常流动来处理所产生的误差及其影响因素。文中指出:在含有加速或减速过程的流动中,惯性力项的影响一般不可忽略。本文给出了以节流过程为特征的一元非定常流动中瞬态流速或流量的计算公式;并通过实验验证了该公式的正确性。对瞬态流量的测量、计算做了初步的探讨。     

HPAM溶液在石英微圆管中的流动实验

针对HPAM溶液在油藏孔隙中的复杂渗流特性问题,在内径为10～350μm微圆管中进行了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的流动实验.实验结果表明:在本文实验条件下,HAPM溶液在管径尺度较小的微圆管内的流动规律明显偏离常规尺度下的非牛顿流体力学流动规律,其截面平均流速高于按照常规尺度流动推算出的结果,且管径越小,偏离程度越大,微尺度效应越强.     

电场作用下向列相液晶指向矢与流动的耦合机理

作为开发液晶流动驱动的第一步,运用宏观ELP模型及Frank弹性理论对电场作用下液晶盒内向列相液晶的指向矢旋转与所引起的液晶流动之间的耦合机理进行了理论与实验研究。通过对液晶盒进行施加及撤销电场的操作,得到了液晶盒内瞬间液晶指向矢的旋转及所引起的液晶流动的变化情况。电场施加瞬间指向矢的旋转控制着流动的变化,二者同时达到最大值:指向矢旋转为350(°)/s,引流速度为30μm/s;而电场撤销的瞬间流动的变化控制着指向矢的旋转,流动特征与电场施加瞬间很相似,但持续时间很短。实验验证采用最直接的观察法,用显微镜自带CCD拍摄液晶盒在电场施加和解除过程中内部液晶引流发生的过程,通过图像分析得到实验数据,每个数据点分别通过取10次实验的平均值得到,实验结果与理论计算结果吻合。     

明渠非定常水流的垂向结构实验研究

本文报告了明渠非定常水流垂向结构的实验研究,通过 LDV 激光测速,我们给出了非定常水流的速度削面,湍流度,Eulerian质量输运速度的垂向分布。实验结果表明:在非定常周期很长时非定常流动的速度剖面,湍流强度及其粗糙度的影响基本上与定常流动相一致,当非定常流动为纯往复流动时,存在一个逆时针方向的环流,这种环流有利于底部的质量输运。     

低超声速圆球绕流后体流场的数值模拟

本文根据圆球跨声速自由飞行实验的流谱结构,建立了低超声速圆球分离流动的流动模型,它成功地计算了考虑粘性分离影响的圆球绕流的后体流场。在计算得到的后体流场中,反映流谱特征的分离激波、尾激波、分离界面等,其位置和形状与实验结果吻合很好,因此本文给出了一种能反映真实流动情况的圆球后体流场介。     

基于涡流发生器的翼型失速流动控制及雷诺数效应影响研究

针对所设计的三角形涡流发生器开展用于翼型失速流动控制的风洞实验研究,重点讨论涡流发生器几何参数、方向角、安装位置及实验雷诺数等因素对翼型失速流动控制的影响。实验结果表明:涡流发生器作用下,在干净翼失速迎角后能够形成一个升力几乎不随迎角变化的相对稳定的高升力状态,抑制了失速流动的发生,与此同时阻力大幅下降;本文所设计的涡流发生器方向角过大时会削弱翼型失速流动控制的效果;同一涡流发生器作用下雷诺数过大其失速流动控制效果会急剧恶化,第一种涡流发生器控制翼型失速的雷诺数有效范围略宽于第二种涡流发生器。     

后台阶流动再附着过程的大涡模拟研究

应用自主开发的大涡模拟程序数值模拟研究了后台阶流动中再附着过程的演变。在流动几何参数不变情况下，给出了再附长度随雷诺数的变化规律，并与实验进行了比较，二者相符得比较好。在此基础上，给出了三种典型雷诺数下，后台阶流动的回流区特征。在湍流情况下，研究了突扩比对再附长度的影响，与实验结果吻合的比较好。详细讨论了湍流情况下大涡拟序结构的瞬时再附着过程。 这些研究结果对具有再附着现象的流动结构的工程应用具有指导意义。