含悬浮颗粒油液中粘度的影响分析

油液中所含颗粒物不利于设备的安全运行。根据油液中颗粒物尺寸较小、较稀的特性,利用悬浮流的理论建立了含悬浮颗粒油液的混合物模型,通过特征线法数值求解,并与SRC实验数据比较,验证了所建模型的有效性;利用该模型对不同油液粘度的悬浮流中各相的动态特征进行了分析。结果表明:油液的速度、压力的跃变幅值随着粘度的增大呈现较微弱的增大,悬浮颗粒的速度和浓度则随着粘度的增大而增大;悬浮流中各相发生跃变的时刻在管路的不同区段而不同,在管路的始端、中段、末端分别为T/4(T为脉动周期)的奇数倍、T/8的奇数倍、T/4的偶数倍时刻;悬浮颗粒对油液具有较好的跟随性,颗粒的速度和浓度分布分别受到油液速度和压力的影响。     

明渠中悬移质的弥散-对流方程及悬浮机理

悬移质泥沙通常构成冲积河流总输沙量的主体, 研究悬移质的悬浮机理具有重要的意义. 以双流体模型为基础, 通过引入弥散速度的概念, 建立了悬移质泥沙的输沙方程以及泥沙扩散系数的本构关系. 应用该方程分析了二维明渠均匀流中悬移质泥沙浓度垂向分布规律, 并与Einstein 和Chien 的泥沙浓度实验资料及经典扩散理论进行了对比. 以此为基础, 分析了紊动扩散、颗粒自身的紊动、颗粒碰撞应力对泥沙悬浮的影响在垂向上的变化, 以及浓度、粒径等对这些因素的影响. 结果表明, 泥沙颗粒在明渠紊流中的扩散是浑水的紊动扩散、颗粒自身的紊动、颗粒碰撞应力3 部分不同机制共同作用的结果, 把泥沙颗粒的悬浮简单归因于水流的紊动是不全面的.     

颗粒体流-固特性的实验研究方法评述

颗粒材料是一种常见的复杂多体物质，其形态各不相同，颗粒之间通过相互作用使其表现出十分复杂的流体或固体特性。因此结合理论、实验及模拟的方法对颗粒材料进行研究，可以进一步发现颗粒的物理规律并对其进行表征，同时也有助于学者对颗粒材料的特性形成更加系统的认识。本文对颗粒材料在不同物质状态下表现出的不同流态特性与多尺度特点进行简要介绍，同时回顾了颗粒材料流-固特性的研究现状与2种状态下的实验研究方法，概括了相关测量方法的优缺点。     

关于颗粒悬浮机理和悬浮动的讨论

从分析气体分子的悬浮和静水中Ｂｒｏｗｎ微粒的悬浮之机理出发,论述了重力场中粒子（分子、微粒等）的悬浮不一定需要其它外力,粒子本身的任何形式的无规则运动,达到一定强度后都能使粒子弥散悬浮．河流中的泥沙颗粒和气（水）力输送管道中的颗粒的悬浮也主要靠颗粒物的无规则运动．作用于颗粒的升力和其它力可改变颗粒悬浮沿高度的分布,但仅用这些力（若无任何无规则运动）无法解释颗粒的弥散悬浮状态．讨论了颗粒对流动阻力的双重作用：支持颗粒悬浮的湍流脉动因引入颗粒而削弱,这是颗粒的减阻作用;颗粒增阻的一个主要机制是,流体给予颗粒的水平动量在颗粒一壁面碰撞中不断地损失．用悬浮动概念解释颗粒引起的增阻是不正确的．     

系统压力对含悬浮颗粒油液的影响研究

油液在运行过程中不可避免地会产生颗粒物,影响油液的正常使用,甚至出现设备故障,因而分析含悬浮颗粒油液的动态特征,掌握在不同压力变化条件下油液及颗粒物的变化规律具有重要意义。利用两相流体理论建立了含悬浮颗粒油液的悬浮流动力学模型,通过特征线法进行了数值求解,将数值结果与实验数据比较,具有较好的一致性;根据所建模型,分析了不同系统压力条件下悬浮流中各相的脉动规律。结果表明,流场中各相参数的脉动幅值随着系统压力的增加而增大;管路始端和终端各相参数的脉动时刻分别位于1/4脉动周期(T)的奇数倍和偶数倍处,管路中段各相参数的脉动时刻则位于T/8的奇数倍处;悬浮颗粒速度会受到油液速度拖曳力作用,其变化趋势与油液速度基本一致,颗粒浓度分布与油液压力的变化趋势完全相反。     

三维圆柱型颗粒堆坍塌问题的全相态数值模拟

静态颗粒堆在重力作用下的坍塌问题, 是认识和理解许多人为过程和自然现象的基础. 采用传统方法进行模拟存在单颗粒追踪数量大、宏观模拟流变特性明显和相态演变复杂等计算难点. 本文从颗粒介质表现出不同相态的物理机理出发, 对全相态概念进行了定义并进行了区域划分. 根据颗粒介质的应力-应变关系及体积分数的不同, 通过确定不同相态之间的耦合关系和转化准则, 将描述各相态的现有理论有效结合起来, 建立了描述颗粒介质经历全部相态的耦合模型理论. 采用光滑离散颗粒流体动力学方法和离散单元法相耦合的策略, 对颗粒介质物理模型求解, 实现了对不同长径比下的三维圆柱型颗粒堆坍塌过程的数值模拟. 计算结果与实验结果吻合较好, 同时与离散单元法相比, 计算量得到了控制. 不仅捕捉到了不同参数影响下颗粒堆坍塌后沉积的不同现象, 同时获得了不同条件参数对颗粒堆坍塌后铺展特性的影响规律, 为揭示工业和自然界中广泛存在的颗粒介质复杂运动机理提供有效的支撑.      

关于颗粒悬浮机理和悬浮动的讨论

从分析气体分子的悬浮和静水中Ｂｒｏｗｎ微粒的悬浮之机理出发，论述了重力场中粒子（分子、微粒等）的悬浮不一定需要其它外力，粒子本身的任何形式的无规则运动，达到一定强度后都能使粒子弥散悬浮．河流中的泥沙颗粒和气（水）力输送管道中的颗粒的悬浮也主要靠颗粒物的无规则运动．作用于颗粒的升力和其它力可改变颗粒悬浮沿高度的分布，但仅用这些力（若无任何无规则运动）无法解释颗粒的弥散悬浮状态．讨论了颗粒对流动阻力的双重作用：支持颗粒悬浮的湍流脉动因引入颗粒而削弱，这是颗粒的减阻作用；颗粒增阻的一个主要机制是，流体给予颗粒的水平动量在颗粒一壁面碰撞中不断地损失．用悬浮动概念解释颗粒引起的增阻是不正确的．     

微喷混合中的颗粒破碎效应

采用TAB模型,基于气-粒两相流程序对液态金属铅颗粒在氦气中的破碎过程进行了分析,获得了破碎特征时间、破碎后颗粒尺度等关键力学量;并对充气微喷射实验进行了数值模拟,考虑颗粒破碎效应后的模拟结果与实验结果较好符合。结果证实了充气条件下液态金属颗粒的再次破碎现象,可加深认识微喷混合的物理规律。     

单颗泥沙运动力学及统计规律

我们采用力学与概率论相结合的途径,对单颗泥沙运动进行了研究。1.单颗泥沙运动的机理和概化图形单颗泥沙具有静止、滚动、跳跃和悬浮四种运动状态。当水流强度不很大时,床面颗粒起动之后,常常是滚动。当水流强度较大,或具有一定速度的运动颗粒与床面颗粒碰撞后,产生了一定的竖向分速,颗粒就会离开床面,作短暂的跳跃。当水流强度很大时,在紊动水流的涡体携带下,泥沙颗粒可以在水中悬浮一定的距离。跳跃颗粒与滚动颗粒的区...     

粉尘云激波点火现象实验研究

利用新型两相激波管成功地研究了中等强度入射激波诱导的均匀悬浮粉尘间断面点火现象。平均直径为１０ｍ的玉米粉尘由流化床均匀地分散在氧气或空气中。悬浮粉尘间断面激波点火过程由纹影法连续拍摄。结果表明:颗粒浓度对点火延迟时间影响不大，空气中的玉米粉尘点火延迟大于氧气中的值，低马赫数激波条件下尤为明显。     

汶川地震触发陕西省境内地质灾害灾险情特征

在实地调查、汶川地震震后次生地质灾害隐患排查成果的基础上,结合县市地质灾害调查数据,从灾情和险情两个方面,对汶川地震触发地质灾害灾险情的致灾灾险情、灾种、类型等特征进行了较系统的分析对比。进一步比较了陕西在汶川地震触发地质灾害受灾省份中的情况,并对地质灾害趋势做了初步预测。研究表明,灾险情集中分布在龙门山构造带向陕西境内的延伸部分,险情比灾情分布范围广。灾险情的灾种都以崩塌为主,其次为滑坡,地震对地质体的震动触发作用明显。机关学校是汶川地震触发陕西境内地质灾害的主要受灾对象。陕西受汶川地震触发地质灾害的灾险情轻于四川、甘肃,三省地质灾害震前均较为严重,地震触发地质灾害的影响具有长期性,未来陕西境内地质灾害发生的频率可能增大。     

Deformation of an ellipsoidal ferrogel sample in a uniform magnetic field

The elongation of a ferroelastic material sample (whose initial shape is a sphere or an ellipsoid of revolution) under the action of an external magnetic field is studied in an in approximation of small strains. For a sphere, there is a classical estimate obtained under the assumption that elongating in the direction of the field, it becomes a spheroid and the stress and strain fields remain uniform. In the present calculation, it is assumed that the body is an ellipsoid (a sphere in a particular case) only in the absence of an external field; the shape of the sample in the presence of a field is not specified in advance but is found from the condition of balance of surface forces (elastic and magnetic). For the spherical case, the problem is solved exactly: it is shown, that the contour of the deformed body is described by a third-order algebraic equation. The case where the initial configuration is an ellipsoid of revolution is studied numerically. It is shown that in all versions, the refined solution leads to an appreciable increase in the elongation of the sample compared to the classical estimate. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 46, No. 3, pp. 153–164, May–June, 2005.     

Numerical study on bifurcations in the wake of a circular disk

Using Large-eddy simulation (LES), the dynamics in the wake of a circular disk with an aspect ratio of d/w = 5 is numerically studied. The circular disk is normal to the main flow, and Reynolds number ranges from 115 to 300. The first bifurcation is confirmed for Re = 120, leading to the steady state mode with a reflectional symmetry and a double-thread wake extending to the downstream. The Hopf bifurcation is found for Re = 152, and the planar symmetry is lost, which is different from that observed in the sphere wake; it is called the “reflectional-symmetry-breaking (RSB)” mode and the hairpin vortices in this mode are always shedding in a fixed orientation. The third bifurcation is captured for Re = 166, which is named the “standing wave (SW)” mode; the planar symmetry lost in RSB mode is recovered and the hairpin vortices are shedding in the oppositely sided orientations, unlike the ones observed in the sphere wake. The fourth bifurcation, referred to as “zigzag (ZZ)” mode, is observed for Re = 265 and the planar symmetry is lost again; the hairpin vortices are shedding in an irregular orientation and propagating in a zigzagged way; and a few small-scale structures begin to appear. Three different vortex shedding regimes are found in RSB, SW and ZZ modes, respectively. Results show that the recirculation region plays a significant role in the mode transitions, and the stagnation point of recirculation zone is conjectured to be the initial region causing the wake instability.     

介质参数反演的广义射线近似方法

在对无粘性介质参数反演问题进行的研究中，引入一种全波场广义射线近似形式，提出一种新的反演参数的方法，文中，首先对由弹性波动方程演变成的声波方程进行分析，引入背景场量和扰动量，并结合Ｇｒｅｅｎ函数理论，得到了介质参数的积分方程；然后结合前人对非均匀介质中波函数局部理论的定性分析，引入一种全波场广度射线近似形式，把问题归结为一个第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程；最后对半空间问题层状介质模型进行了反演，算     

A kernel gradient free (KGF) SPH method

The finite particle method (FPM) is a modified SPH method with high order accuracy while retaining the advantages of SPH in modeling problems with free surfaces, moving interfaces, and large deformations. In both SPH and FPM, kernel gradient is necessary in kernel and particle approximation of a field function and its derivatives. In this paper, a new FPM is presented, which only involves kernel function itself in kernel and particle approximation. The kernel gradient is not necessary in the whole computation, and this approach is thus referred to as a kernel gradient free (KGF) SPH method. This is helpful when a kernel function is not differentiable or the resultant kernel gradient is not sufficiently smooth, and thus it is more general in selecting a kernel function. Moreover, different from the original FPM with an asymmetric corrective matrix, in the new FPM, the resultant corrective matrix is symmetric, and this is advantageous in particle approximations. A series of numerical examples have been conducted to show the efficiencies of KGF‐SPH including one‐dimensional mathematical tests of polynomial functions with equal or variable smoothing length and two‐dimensional incompressible fluid flow of shear cavity. It is found that KGF‐SPH is comparable with FPM in accuracy and is flexible as SPH. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

弹性半空间二维出平面自由波场的一维化时域算法

提出了一种计算出平面SH波斜入射时弹性半空间自由波场时域计算的一维化有限元方法。首先利用Snell定律确定平面波沿水平方向的传播规律,在用有限元法对弹性半空间进行离散化时,竖向单元尺寸根据波动有限元模拟精度要求确定,而水平向有限元网格尺寸根据水平向波的传播规律和采用的离散时间步长确定,使得有限元离散模型中任意节点的运动可以用水平向相邻节点的运动表示,从而将二维有限元节点运动方程组化为一维的形式。求解此一维方程组,可得到弹性半空间中一列节点的运动,再根据行波的传播规律,可确定全空间自由波场。理论分析和数值算例表明,该方法具有较高的精度和良好的稳定性。     

新疆下坂地水库坝基防渗墙试验研究

新疆下坂地水利枢纽工程地处高寒、高海拔的山区,坝基覆盖层厚度达147.95m,透水性强,易坍塌和漏浆,块石坚硬,坝基防渗处理难度罕见。针对这一工程问题进行了坝基防渗墙试验研究,结果表明,以大深度混凝土防渗墙为主墙,下接帷幕灌浆的墙幕结合方案。本文针对新疆下坂地深厚覆盖层坝基防渗墙进行了试验研究,找出了防渗墙有效的施工深度及合理的施工方法,从而为坝基防渗墙设计施工提供了可靠的依据。     

顾及高程差异的网络差分对流层误差内插模型

在GPS网络差分定位技术中,用户站与参考站间的高程差异会引起对流层误差改正数中存在系统性偏差,造成对流层改正精度降低,影响用户定位的效果。在常规两维线性组合模型的基础上,考虑高程因素影响,利用三维位置信息对内插模型参数进行约束,将对流程延迟改正数分为距离相关和高程相关两部分,通过卡尔曼滤波器分别估计,提出了一种能修正高程偏差的对流层三维线性组合模型。以重庆连续运行参考站系统中5个站作为研究对象,实验验证结果表明,在地形起伏较大的地区,三维线性组合模型可将对流层改正精度从20～40 cm提高到5～6 cm,相对于常规方法提高了4～6倍,消除了网络差分定位中高程差引起的对流层改正系统偏差。     

曲靖水城水库坝基膨胀土特性研究

在膨胀土地区构筑建筑物一直是岩土工程界探讨的热点, 尤其是在膨胀土地区修筑水库大坝更是水利工程中的难点, 为此, 本文结合水城水库实际工程, 对膨胀土的特性进行了系统试验研究。水城水库库区为一膨胀土地区, 拦河大坝为一心墙堆堆石坝, 最大坝高 5 9.2m。本项工作系统地进行了膨胀土的物理 -力学性质试验及分析, 尤其是膨胀率与干容重和含水量及外覆压力关系分析。得出了该地区膨胀土的膨胀性不仅与其自身矿物成分有着重要关系, 同时其是否表现为膨胀还取决于天然干容重的大小、含水量及外覆压力的大小, 并且得出了它们之间的相互关系规律。