激波与单/双球模型相互作用有效阻力的实验研究

利用水平激波管、高频应变传感器和高速数据采集系统等仪器设备,对激波加载单、双球模型时的有效阻力进行直接测量。实验结果表明,对于单球模型,有效阻力系数随激波马赫数的增大而减小;对于双球模型,有效阻力系数随无量纲间距的增大,先增大后减小并趋于稳定;颗粒载荷比足够大时,须考虑激波和尾迹涡相互干涉影响,采用颗粒群阻力系数模型,阻力系数开始趋于稳定值的无量纲间距可以作为阻力系数模型选择的划分标准。     

管外包覆多孔介质强化换热的数值研究

本文对管外包覆多孔介质的无限长圆管绕流的流场和温度场进行数值模拟,研究了多孔介质层的无量纲厚度ep,达西数D_a以及雷诺数Re对流动和强制对流换热特性的影响。研究结果表明,管外包覆多孔介质后的强制对流换热效果明显强于光管条件下的效果,换热增强了2.8~5.4倍;壁面平均努塞尔数Nu随e_p和Re的增大而增大,随Da的增大而减小;管壁处的流动阻力系数C_D随ep的增大而增大,随D_a的减小,先增大后减小,当Da小于1×10~(-5)时,阻力系数保持不变。     

均匀流中近壁面垂直流向振荡圆柱水动力特性研究

对均匀来流下靠近壁面处在垂直流向做强迫振荡运动的光滑圆柱的水动力特性进行了试验研究. 试验在拖曳水池中进行, 雷诺数为2× 10⁵, 通过采集顺流向和垂直流向的力, 得到了阻力系数、升力系数、相位角等与间隙比、振荡频率和振幅之间的关系. 通过研究得到如下结论: 1)振荡圆柱的平均阻力系数在近壁面处随间隙比的减小而骤降; 2)振荡圆柱泄涡受到完全抑制的临界间隙比要小于静止圆柱; 3)近壁面的存在对振荡圆柱的能量传递有着重要的影响, 自由边界圆柱强迫振荡所得到的水动力系数不能用来预报海底管道的涡激振动; 4)对于振荡圆柱, 附加质量系数只有在一定的频率范围内才是定值, 且在低频率区域其绝对值随间隙比减小而增大; 5)圆柱在进行强迫振荡时, 其平均阻力系数、振荡阻力系数和振荡升力系数均随无因次振幅的增加而增大. 关键词： 海底管道 强迫振荡 水动力特性 涡激振动     

改良干法压裂液摩擦阻力特性实验研究

对改良的干法压裂液这种非牛顿流体的摩擦阻力特性的正确认识,关系着干法压裂技术的有效实施.为此,本文在大型高压泡沫压裂液实验回路上,考察了在模拟实际施工条件下的改良干法压裂的摩擦阻力特性.实验表明:改良后的干法压裂液摩擦阻力系数随压力、温度的升高和泡沫质量的增加而增大,随流速的增加而减小.在实验范围内,温度对摩擦阻力系数的影响不大.实验得到了改良的干法压裂液摩擦阻力系数与广义雷诺数的关联式,平均计算误差为9.19%.     

生活中的汽车启动问题

根据新课程理念,物理教学应尽可能回归生活、回归社会.但是,面对一些非常生活化的问题,教师在教学过程中,却无法很好地联系生活.比如说汽车启动问题,该问题是对功率一节的升华,是动力学与能量学的一个结合点.我们通常的教学方式是从功率的角度研究两种启动,即恒定功率启动和恒定加速度启动.对于恒定功率启动,由P=Fv知由于v逐渐增大,所以F逐渐减小,加速度a逐渐减小;对于恒定加速度启动,P逐渐增大,到P增大到恒定功率时,以恒定功率方式启动.学生非常关注生活中的汽车启动问题.下面,我们就联系生活,简单阐述一下生活中的实际汽车启动过程.     

脉管制冷机回热器流动阻力系数测量和模拟研究

针对脉管制冷机CFD模拟时,回热器的粘性阻力系数和惯性阻力系数的选取至关重要。为研究回热器的粘性阻力系数和惯性阻力系数,搭建了实验测量平台,实验研究了粘性阻力系数和惯性阻力系数与制冷温度、充气压力和丝网目数的变化关系,利用所测得的粘性阻力系数和惯性阻力系数作为输入参数进行仿真计算,建立了回热器二维数值仿真模型。结果表明:粘性阻力系数随充气压力和制冷温度的增加而减小,随丝网目数的增加而变大;惯性阻力系数随充气压力和丝网目数的增加而减小,随制冷温度的增加而变大。     

微细多孔介质中流动及换热实验研究

本文对空气流过烧结微细多孔介质的流动和对流换热进行了实验研究。分析了不同颗粒直径条件下摩擦阻力系数与等效雷诺数的关系,并通过实验数据拟和得到了渗透率K和惯性常数F。结果表明:当颗粒直径比较大时,摩擦阻力系数的实验结果与计算关联式基本吻合;随着颗粒直径的减小,二者的差别增大。通过实验得到了微细烧结多孔介质内部体积平均对流换热系数,并与已有关联式的计算结果基本吻合。     

纳米流体的激光自混频功率谱密度研究

纳米流体运动特性和颗粒参数的测量对纳米流体换热效率的研究具有重要意义。本文将激光自混频技术应用于纳米流体测量中,给出了自混频信号功率谱密度函数的表达式并实验研究其变化规律。研究结果表明,功率谱密度展宽具有佛克脱函数的形式。激光垂直入射流动样品池时,功率谱密度得到展宽,展宽程度随着定向流速的增大或束腰半径的减小而增大。激光倾斜入射流动样品池时,功率谱密度在展宽的同时还伴随多普勒峰移,其位置随着定向流速的增大或散射矢量与定向流速之夹角的减小而迁移至高频。     

单模光纤中皮秒啁啾脉冲压缩

对单模光纤正群速色散区秒啁啾脉冲的非线性传进行了近似的解析分析和定量的数值计算。结果表明，负啁啾脉冲在传输过程中能得到有效压缩。压缩比与脉冲初始峰值功率和初始啁啾程度有关。初始峰值功率一定的脉冲，其压缩比随初始啁啾程度的增大面大，初始啁啾程度一定的脉冲，压缩比随初始峰值功率的增大而减小，表明自相位调制效应导致脉冲压缩效果变差。计算结果还表明，在脉冲时域宽度得到压缩的同时，光谱宽度也能得到同步压缩。     

纳米通道内液体流动的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法模拟液体在定截面及变截面纳米通道内的三维Poiseuille流动,研究液体浸润性及通道截面变化对纳米通道内液体流动的影响.研究结果表明:液体对壁面不湿润时,壁面处有速度滑移存在,并且随接触角的增大而增大,液体对壁面湿润则不存在速度滑移;同时,摩擦阻力系数随接触角的减小而增大.通道截面形状的变化对流场的影响随着远离变截面位置而迅速减弱,对流体通道平直处的流体速度相对值分布影响不大,对摩擦阻力系数影响较大.