垂直U形管内气液两相流诱导振动模拟

采用ADINA数值方法研究了垂直U形管内气液两相流诱导振动的位移响应和脉动激振力特性,然后考察了雷诺数Re和体积含气率β对激振力的影响规律。结果表明:气液两相内流诱导振动以面内振动为主,表现为两相流诱发激振力的主频与管结构某阶固有频率相近时的共振现象;激振力的脉动特性表现为低β时的窄频带随机波动和高β时的周期性波动;固定β时,激振力的均方根值F~(RMS)随Re的增大而增大,增大速率逐渐增加;同一Re下,F~(RMS)先随β的增大而增加,在β=55%左右时达到最大,之后逐渐降低,最大值出现在泡状流向搅拌流的转变过渡区。     

气液两相流中的声速研究

气液两相流在工业各领域中广泛存在,而声速是描述其声学性质的一个重要参数。本文从流体的体积弹性模量的定义出发,推导了气液两相流中的声速随含气率的变化关系式,即混合流体的Wood声速公式,将其声速的部分计算结果和其他作者的实验数据进行了比较,吻合良好。并通过COMSOL有限元模拟软件得到不同气体分布下圆管谐振腔最低阶模式的共振频率,间接数值模拟研究了含气率对声速的影响。模拟结果与理论计算结果一致,当气液两相流中含气率较低时,声速随含气率的增大急剧减小。本研究结果为确定声速与气液两相流中的含气率间的关系提供了参考依据。     

气液两相流沿水平方向横掠水平管束时流动特性的研究

本文对常温常压下空气－水两相流在卧式理想管壳式换热器壳侧流动时的截面含气率进行了实验研究。换热器的管排形式为顺排，管间距与管径之Ｐ／Ｄ为１．２８折流板被垂直切割，在折流板交叉区，气流两相流沿水平方向横掠水平管束。结果表明平均截面含气率小于体积含气率，平均截面含气率在一定的马蒂内利参数下随质量流速的增加而增加，且能与马蒂内利参数和全液相佛鲁德数很好的关联。     

矩形微通道中气–非牛顿流体两相流实验研究

本文通过实验研究了空气与非牛顿流体在小尺寸矩形微通道中的两相流动特性,给出了在不同气液两相流速下的流型图。同时比较了气液两相流速,液相黏度,表面张力,微通道尺寸对各流型分布区域以及Taylor气泡/液柱长度的影响。发现气液两相流流速变化对流型区域的影响极为明显,而黏性力和表面张力只是在局部范围改变了流型分布。Taylor气泡长度随气液两相流速比增大而增大,随液相黏度及表面张力增大而减小。液柱长度随液相黏度增大而增大,随两相流速比及表面张力增大而减小。最后,我们给出了基于无量纲数JG/JL,Re和Ca的Taylor气泡/液柱长度预测公式,公式预测结果与实验结果基本一致。     

螺旋轴流泵内气液两相流型可视化研究

以一台自主研发的螺旋轴流泵为研究对象,以水和空气的混合物为介质,采用高速摄影技术,研究了不同工况下泵入口段及第一级叶轮内部的气液两相流型。研究发现:入口段气液两相流型为均匀的泡状流,气泡直径随入口含气率的增加而增大,随转速的增加而减小;随着入口含气率的逐渐增加,叶轮内分别出现了孤立的气泡流、泡状流、气囊状流及乳化状流;气囊出现在叶片压力面约2/3弦长的位置,且紧贴着叶轮轮毂;出现气囊状流时,泵的性能下降最为明显;出现乳化状流时,随着含气率的增加,增压性能下降趋于缓慢。     

差压法测量两相流相含率的研究

本文通过差压式测量方法,对气液两相流中含气率及油水两相流中含水率的测量进行了深入的试验研究。通过水平及垂直上升段的结构组合,测量气液两相流中的含气率值,在对流型测量与分析的基础上,建立了不同流型下垂直上升段与水平段摩擦压降间的修正关系式,减小了测量误差;通过采用一缓流的垂直下降段,测量油水两相流中的含水率值,获得了好的结果。     

流动参数对混输泵全流道内气液相间作用特性的影响

为了解流动参数对混输泵内气液相间作用特性的影响,针对不同进口含气率(3%、9%、15%)、不同流量(0.75Q_d、Q_d、1.25Q_d)和不同进口气泡直径(0.1 mm、0.4 mm、0.7 mm、1.0 mm)条件,利用ANSYS CFX对一叶片式气液混输泵进行了全流道数值模拟。计算结果表明:不同进口含气率下,泵内气液相间作用力中均是阻力起主导作用,湍流弥散力大小可忽略;随进口含气率增加,各相间作用力逐渐增大,且叶轮内相间作用力的增大幅度大于导叶。当Q=0.75Q_d时,叶轮进口处阻力、附加质量力、升力以及叶轮内阻力均出现了明显增大。同时,进口气泡直径增加,叶轮内阻力、附加质量力和升力均增大,而导叶内相间作用力的变化相对较小。     

方形明槽湍流中颗粒卷起行为的数值模拟

采用大涡模拟单向耦合拉格朗日颗粒跟踪技术的方法研究了高雷诺数下(Re=2.5×10~5)方形明渠槽道湍流中颗粒的卷起行为。模拟结果表明,湍流驱动产生的二次流对颗粒的悬浮起着重要的作用,且颗粒的卷起率随着颗粒直径的增大而减小。剪切升力被发现可以促进颗粒的卷起,且这种作用随着粒径的增大而增强。与封闭槽道流相比,明渠槽流截面的二次流强度较弱,从而造成其卷起率分布波动较小。动力学分析表明,对于小颗粒,其卷起行为主要取决于曳力,而对大颗粒,升力起主导作用。     

倾斜下降管气液两相分层流截面含气率的计算与液层高度的预测

分层流是气液两相流中常见的流动型式，分层流中液层高度是计算的基本数据，由于界面波的存在，对液层的测量和预测都很困难．Ｖｌａｃｈｏｓ提出了预测气液两相分层流液层厚度的关系式，但这一关系式并不适用于倾斜下降管气液两相流．本文提出了计算倾斜下降管气液两相分层流截面含气率的理论模型，在这种模型下得到的截面含气率和实验结果符合良好．在大量实验的基础上，考虑了倾角、管径、气液各相折算速度的影响，根据实验数据提出了预测液层厚度的关系式。     

离心泵叶轮内气液两相三维流动数值研究

本文采用欧拉模型对离心泵叶轮内气液两相泡状流动进行了数值模拟。分析了叶轮内压力、速度等的分布规律,发现在靠近轮盖侧吸力面入口附近压力较低,气液两相速度较大,气泡容易凝聚而导致含气率较高;靠近轮盘处含气率较低。分析了不同进口截面含气率对叶轮内部两相流动的影响机理,建立了进口截面含气率对内部相态分离及泵外特性的影响关系。     

A rotating hollow cylinder Nd:glass laser

The design and experimental results of a rotating hollow cylinder Nd:glasslaser are presented.A maximum laser energy of 13J and a repetition rate of 15Hz have beenobtained.The overall laser efficiency is 2.2％.The slope efficiency is 3.4％.     

可变焦列阵柱面透镜均匀线聚焦系统

用两个列阵柱面透镜与非球面透镜组成变焦线聚焦系统，能将入射激光束会聚成辐照均匀、长度连续可调的焦线，它可用于Ｘ光激光实验研究．文中详细分析了焦线上光场分布的情况，给出了物理光学分析的结果，并与巳有技术作了比较．     

三种柱面形静电场问题的探讨

运用复变函数、保角变换等理论，把分离圆柱面形、偏心圆柱面形和偏轴椭圆柱面形变换成横截面为平行板，并计算出它们的电容、电势和电场强度等静电场问题．     

流体低速绕流振动圆柱对流换热数值研究

运用Fluent的动态网格技术,对空气低速绕流振动圆柱的对流换热进行了研究,分析了流动和振动参数对换热的影响。数值计算表明,在本文计算范围内,壁面振动可使换热强化,最大可强化9倍,换热的强化随振幅和频率的增大而增大。场协同分析表明,圆柱振动强化换热的原因在于速度场和温度梯度场之间的协同程度得到了改善。     

A curved no-slip boundary condition for the lattice Boltzmann method

We present a generalization of the no-slip boundary condition by Lätt et al. [J. Lätt, B. Chopard, O. Malaspinas, M. Deville, A. Michler, Straight velocity boundaries in the lattice Boltzmann method, Physical Review E 77 (5) (2008) 056703] from straight to curved geometries for the lattice Boltzmann Bhatnager–Gross–Krook method (LBGK). The boundary condition is based on a reconstruction of the populations from the density, velocity and rate of strain. For curved boundaries, the reconstruction reduces the question of accuracy to a technical issue of interpolation. We present a method of interpolation allowing a very accurate representation of the curved boundary. The resulting boundary condition is verified for three different test cases: Taylor–Couette flow in-between rotating cylinders, laminar flow around a cylinder and flow past an impulsively started cylinder, demonstrating its second order accuracy and low error constant. The present boundary is stable for relaxation frequencies close to two.     

基于哈德曼-夏克传感器测量眼镜片像差的方法

哈德曼-夏克传感器(Hartmann-Shack Sensor,HSS)是一种测量波前像差的仪器。提出了一种利用4F系统实现光瞳衔接,与哈德曼-夏克传感器相结合测量眼镜片的光焦度和像差分布情况的方法。阐述了该系统的工作原理,研究了哈德曼-夏克传感器所得到的检测值与实际被测光学系统的光焦度与像差之间的转换关系。考虑到人眼实际观察不同方向物体时视轴是在不断变化的,采用多光轴测量眼镜片的方法。实现了利用哈德曼-夏克传感器对于眼镜片的光焦度和像差进行精密测量。     

4.5AGeV/c 24Mg与核乳胶碰撞中簇射粒子的赝快度分布

报道了4.5AGeV/c ²⁴Mg与核乳胶碰撞中产生的簇射粒子的赝快度分布,结果表明,分布宽度和峰值位置明显依赖于靶核尺寸.用柱模型对赝快度分布进行了分析,MonteCarlo方法计算得到的结果基本符合实验数据的走向,并重现了实验数据中的涨落现象.     

气固两相三维圆柱绕流的直接数值模拟

本文采用直接数值模拟(DNS)方法研究了气周两相三维圆柱绕流的涡量场和颗粒扩散,并着重讨论了圆柱绕流中卡门涡街的形成和涡结构的转捩过程。同时分析了圆柱绕流中不同Stokes数的颗粒在涡结构作用下的横向扩散。结果显示Stokes数为1的颗粒主要分布在流场大尺度涡结构的外边界,而Stokes数为0．01的颗粒在涡结构的作用下,在流场中充分混合。     

HL-2A装置快速扫描气动探针的研制和运用

快速扫描气动探针已在HL- 2A 装置上用于对边缘等离子体参数的径向分布的测量, 特别是刮离层等离子体参数的特征长度和扰动的测量。该系统采用精密的气动气缸驱动带有探针组件的长驱动杆, 其最快速度可在60 ms 时间内水平扫描8 cm 的距离。探针信号测量具有1MHz 的快速时间响应和0. 04 mm 的空间分辨率。可靠地测量了HL- 2A 装置边缘电子温度和密度的时空分布。     

饱和含混多孔介质中环绕水平圆柱的自然对流

本文运用达西流模型，对饱和含湿多孔介质中环绕水平等温圆柱发生的自然对流进行了数值模拟和分析。流函数和温度分布采用傅里叶级数的形式，以联立求解二维流动的控制方程组，傅里叶级数项的系数由一维常微分方程的解得到。文中同时给出局部和平均努谢尔数随修正瑞利数的变化关系以及修正瑞利数处在０．１～１０范围内时二维流场和温度场分布。