材料渗透系数的测定

研制了一套渗透系数测定装置。用它可以测量包活渗透系数极低和极高材料在内的各种固体室温和低温下的渗透系数。介绍了结构原理、操作程序以及对一些试样的测量结果。     

表征体元尺度渗流的离散统一动理学格式

结合表征体元尺度的通用渗流模型,提出离散统一动理学格式（DUGKS）渗流方法,分别用均匀网格和非均匀网格计算二维Poiseuille、Couette、方腔流等经典渗流问题,检验DUGKS渗流方法的有效性和非均匀网格应用的优势,将DUGKS渗流方法应用到裂缝系统中.     

多孔介质中超临界水渗流压降特性研究

流体在临界点附近参数区域,其黏性系数、比热容、导热系数、密度等热物理性质都会发生剧烈变化,因此超临界流体在多孔介质中的渗流特性较为复杂,常规流体多孔渗流压降特性规律能否适用有待于验证。以超临界水煤气化技术为代表的一系列高新技术的发展对多孔介质中超临流体的渗流特性的认识提出了更高的要求。本文考察了典型操作参数(温度300~450℃,压力22.7~25 MPa,流量0.8~3 kg.h~(-1))对多孔介质中超临界水渗流压降特性的影响。研究结果表明:Ergun公式在估算多孔介质中超临界水渗流压降的过程,黏性项被高估,惯性项被低估。本工作有望为超临界水煤气化技术中超临界水流化床的设计提供依据。     

不同成型方法对透水混凝土透水性能的试验研究

对透水混凝土渗透系数测量装置进行改进,并利用改进后的实验装置研究了5~10 mm和10~20 mm两种不同骨料粒径的透水混凝土试件,在不同成型条件下的渗透系数、有效孔隙率和饱和含水量进行测量。     

小世界网络中的量子纠缠渗流

本文研究了小世界复杂网络中的长程量子纠缠态的制备。提出了量子纠缠渗流优化网络量子通信的方案。通过在经典纠缠渗流协议(CEP)中引入局域化的"target-swap"量子操作,形成量子纠缠渗流协议(QEP)。研究表明QEP在长程纠缠制备的效能方面明显优于CEP,通过度分布变化的分析解释了QEP具有优势的原因。     

Ti-Al_2O_3金属陶瓷的渗流模型

用渗流理论讨论了Ti-Al_2O_3金属陶瓷的显微结构同宏观电导率的关系,发现渗流模型结果与实验结果是一致的。该Ti-Al_2O_3金属陶瓷的渗流阈值为(Ti的临界百分含量)ω~*=0.16,其临界指数即为三维连续渗流的临界指数值。     

玻璃微球壁厚和预充气工艺对气体渗透性能的影响

 以空心玻璃微球为研究对象，利用高压充气系统充气，测量了不同条件下玻璃微球对氘气在室温条件下的气体渗透系数。研究结果表明：微球的壁厚对气体渗透系数影响较大，2 mm以上厚壁球的气体渗透系数约5.0×10^-22 mol·m^-1·s^-1·Pa^-1，而壁厚小于1 mm时，渗透系数约1.56×10^-20 mol·m^-1·s^-1·Pa^-1，两者相差30倍。预充气挑选工艺对微球的气体渗透系数也产生一定影响，对于薄壁空心玻璃微球一次充放气气体渗透系数增加约50％，两次充放气则增大一倍左右。对上述影响因素进行了初步的探讨，气体渗透系数改变的主要原因是玻璃微球表面的结构裂纹、空位和缺陷。     

单一微孔隙中油水相对渗透率特性研究

孔隙渗流是多孔介质渗流的微观基础。本文对孔隙中的两相流应用分相模型,结合达西渗流定律,提出了适用于油水两相的相对渗透率模型,得到相对渗透率与孔隙度无关、相对渗透率只是微孔隙中相态分布的几何尺度以及流体饱和度的函数等结论。设计了微流动实验装置,以去离子水和白油的乳化液为两相流体,在不同含油率下研究了微孔隙中油水两相的渗流特性,并与相应条件下的模型计算结果进行对比。结果表明,对于低渗透尺度等级的微孔隙,实验与计算结果吻合较好,对于高渗透尺度等级的微孔隙,实验与计算结果存在偏差。在某些条件下,油与水的相对渗透率之和存在大于1的情形。     

渗流相变实验

基于渗流相变理论设计了可重复使用的渗流实验仪器。在大学物理甚至高中物理一次实验课的时间内,利用渗流实验仪进行测量不同随机占据概率下的电流,对四次实验结果进行平均后,绘制相对电导率与占据概率曲线,可以获得与文献[9]相似的结果,再现渗流相变的存在。     

聚乙烯醇缩醛膜阻气性能的研究

 为了提高激光靶丸的阻气性能，用戊二醛对阻气层材料聚乙烯醇进行交联改性。在17份完全相同的10 mL质量分数3%的聚乙烯醇(PVA)和20 μL浓盐酸混合溶液中，分别加入从300 μL到1 700 μL的戊二醛(GA)，交联反应后，测量缩醛膜的阻气性能，并计算渗透系数。 结果表明，随着缩醛膜中戊二醛含量的增加，缩醛膜渗透系数的变化规律是：从减小到增加到不变再到增加；当戊二醛的含量是800 μL时，缩醛膜的渗透系数最小，阻气性能最好。     

纵向受迫振荡圆柱绕流问题的数值模拟

用有限体积法对平行于均匀来流方向受迫振荡的圆柱绕流问题进行了二维数值模拟.雷诺数选取Re=200、855、4000等几种亚临界雷诺数情况.通过研究不同振幅和振动频率下的流场结构和一些重要流动参数如升阻力系数、Strouhal数等随Re数、KC数、Stokes数的变化关系,验证了实验中观察到的一定条件下发生的"频率锁定"现象,并将涡脱落方式划分为三种主要模态.文中引入网格速度,对常用的处理速度与压力耦合的SIMPLE算法作了适当的补充和修改,以适应随时间变化的网格坐标.     

圆柱和直桨叶突然启动瞬态流动的数值研究

采用基于动网格方法的有限体积法对圆柱和直桨叶突然启动引起的二维非定常不可压粘性流进行了数值模拟,给出了计算方法.通过计算得到了Re=5000和9500时圆柱突然启动后的流场随时间演化的非定常过程.将计算结果与实验结果进行了对比,两者吻合较好;采用大涡模拟对高雷诺数下的直桨叶突然旋转启动的流场进行了计算,得到了完成启动后叶片内部瞬态流场的分布结果.     

A study on drag reduction of a rotationally oscillating circular cylinder at low Reynolds number

The flow field around a rotationally oscillating circular cylinder in a uniform flow is studied by using a particle image velocimetry to understand the mechanism of drag reduction and the corresponding suppression of vortex shedding in the cylinder wake at low Reynolds number. Experiments are conducted on the flow around the circular cylinder under rotational oscillation at forcing Strouhal number 1, rotational amplitude 2 and Reynolds number 2,000. It is found from the flow measurement by PIV that the width of the wake is narrowed and the velocity fluctuations are reduced by the rotational oscillation of the cylinder, which results in the drag reduction rate of 30%. The mechanism of drag reduction is studied by phase-averaged PIV measurement, which indicates the formation of periodic small-scale vortices from both sides of the cylinder. It is found from the cross-correlation measurement between the velocity fluctuations that the large-scale structure of vortex shedding is almost removed in the cylinder wake, when the small-scale vortices are generated at the unstable frequency of shear layer by the influence of rotational oscillation.     

粘性涡方法在多圆柱绕流数值模拟中的应用

用粘性涡方法求解了涡量速度形式的二维不可压缩Navier—Stokes方程．利用分步方法分别求解无粘的对流运动和粘性扩散，粘性扩散用随机走步方法来处理，利用涡量交换技术来满足无滑移边界条件，同时为进一步减少计算量，在求解对流速度时，采用了多极子展开法加速技术使得计算量由N2的量级减少到NlogN的量级．数值模拟了单圆柱和双圆柱纵向排列的绕流流场．     

圆柱面上微小后向台阶层流绕流场的数值研究

1前言钩体绕流是燃烧、传热领域基本的流动现象，具有流动分离、流态转被、旋涡脱落、涡致振动等复杂特性。降低钩体绕流阻力一直是人们关心的问题。自从Prandtl圆球绊线实验以来，Stuper，Roshko，Zukausks，Achenbach，Klebanoff等［‘一列从不同角度研究了钝体绕流阻力的构成因素及降低钝体绕流阻力的若干方法。一致的观点是：因绕流钝体必然伴随着流动分离，流动阻力可分为与粘性有关的摩擦阻力及与流动分离有关的压差阻力两部分，其中，压差阻力约占总阻力的90N95％，其大小与流动分离点的位置密切相关。若流动分离时边界层内为层流…     

基于间断有限元方法的并列圆柱层流流动特性

基于高阶的间断有限元方法, 数值模拟低马赫数下并列圆柱的可压缩层流流动, 捕捉并列圆柱流场中的漩涡结构, 以便分析并列圆柱尾流的流动特性. 针对二维圆柱的边界形式, 采用曲边三角形单元构造二维圆柱的曲面边界, 以适应高阶离散格式的精度. 在验证方法合理性的基础上, 分析圆柱间距及雷诺数对漩涡脱落及受力特性的影响规律. 研究结果表明: 并列圆柱的间距是影响流场流动特性的一个主要因素, 它会改变圆柱漩涡脱落的形式. 随着圆柱间距的增加, 上下圆柱的平均阻力系数及平均升力系数的绝对值随之显著下降. 雷诺数对于平均阻力系数的影响相对较小. 但随着雷诺数的增加, 上下圆柱的平均升力系数会随之降低, 而漩涡的脱落频率会随之增大.     

Effect of groove shape on flow characteristics around a circular cylinder with grooves

In the flow around a circular cylinder, a sudden decrease in the drag force occurs at a high Reynolds number, but the same phenomenon occurs at a lower Reynolds number in the case where there exist grooves or roughness on the circular cylinder surface. In this paper, in order to make clear the flow characteristics around a circular cylinder in the case of changing the shapes of grooves, the drag coefficient, pressure distribution, velocity distribution and turbulent distribution were measured. Moreover the flow around the cylinder was analyzed by applying the RNGk · ∈ turbulent model, and the surface flow pattern was investigated using the oil-film technique. From these results, it is clear that the drag coefficient of a circular cylinder with triangular grooves decreases by about 15% compared with that of a circular cylinder with arc grooves.     

一个Саульев型格式及其对二维粘性不可压缩流的应用

在本文中,我们提出了一个稳定的求解扩散——对流方程的Саульев型格式,并提出了它的单调性和自调性。最后将其应用于二维粘性不可压缩圆柱绕流的计算,与已发表的数值结果和实验结果相比较表明我们的计算结果是好的。     

Numerical simulation of flow around a circular cylinder with curved sectional grooves

In a circular cylinder with uniform flow, a sudden decrease in the drag force occurs at a high Reynolds numbers; however, it is known that the same phenomenon occurs at a lower Reynolds number in the case where there exist grooves or roughness on the circular cylinder surface. To clarify the flow characteristics around a circular cylinder in the case of changing the shape of grooves we analyzed the drag coefficient, lift coefficient, turbulent kinetic energy, vorticity and pressure by applying the RNGk-ε turbulent model. The shapes of the grooves were arced, triangulated and curved. The results showed that the separation point for a circular cylinder with curved sectional grooves shifts to the most downstream side and the drag coefficient becomes the smallest among circular cylinders with grooves.     

Local Heating Effect of Flow Past a Circular Cylinder

Heating effects of air flows past a two-dimensional circular cylinder at low Reynolds numbers and low Mach numbers are investigated by numerical simulation. The cylinder wall is heated partially rather than heated on the whole surface as with previous researches. The heating effects are completely different for various heating locations on the cylinder surface. Heating either windward or leeward side stabilizes the flow and reduces or completely suppresses vortex shedding from the cylinder at supercritical Reynolds numbers, which is consistent with previous results of heating on the whole surface of the cylinder. However, as the lateral sides of the cylinder （perpendicular to the stream-wise direction） are heated, an adverse effect is found for the first time in that the flow is destabilized and vortex shedding can be excited at subcritical Reynolds numbers. As the lateral sides of the cylinder are cooled, the flow is stabilized.