水平井变质量流研究进展

综述了水平井筒沿管壁具有流体流入的变质量流动的最新研究进展.内容包括:考虑油藏流体流入时井筒流动压力及产量的计算,具有不同流入时管壁摩擦系数的经验计算公式,以及流体径向流入井筒后流动阻力损失产生的机理分析等.重点介绍了水平井筒变质量流动阻力系数的计算,同时文中还介绍了井筒两相变质量流动损失产生的机理和数值模拟研究进展.      

低压涡轮内部流动及其气动设计研究进展

随着高空无人飞行器研究的不断升温, 高空低雷诺数条件下动力装置的研究越来越受到人们的重视.结合近年来国内外相关领域的研究工作, 对低雷诺数低压涡轮内部复杂流动机理的研究进展进行了介绍, 包括低雷诺数情况下低压涡轮内部非定常流动的特点, 叶片边界层分离及转捩现象机理, 上游周期性尾迹与下游叶片边界层相互作用机理等. 在此基础上给出了适合低雷诺数条件的低压涡轮气动设计方法:尾迹通过与边界层的相互作用, 能够抑制分离, 进而减小叶型损失, 在气动设计中有效引入非定常效应可以大幅度提高低压涡轮的气动负荷或降低气动损失, 最终达到提高性能的目的;数值及实验结果验证了这种设计方法的有效性.      

添加剂湍流减阻流动与换热研究综述

添加剂湍流减阻是指在液体的管道湍流中添加少量的高分子聚合物或某种表面活性剂从而使湍流阻力大大降低的现象.从其被发现至今,经过近半个世纪的研究(实验研究、理论分析、数值模拟和实际系统的应用研究),尽管对这一现象及其实际应用价值已有了较为深入的认识,但仍有许多方面尚有欠缺,例如对湍流减阻的机理仍然在探索中.本文归纳评述了高分子聚合物或表面活性剂添加剂湍流减阻流动与换热现象的研究现状,从湍流减阻剂的特性、减阻剂的湍流减阻机理、湍流减阻发生时的换热机理、减阻流动速度场分布和换热控制等几个方面综述了添加剂湍流减阻流动与换热特性,并综述了湍流减阻剂在实际工业系统中的应用情况,在对添加剂湍流减阻机理、有湍流减阻发生时的对流换热机理等的理解方面进行了新的总结.      

水翼端部间隙泄漏流的压降及黏性损失机理

叶顶泄漏流产生的局部压降及黏性损失是导致轴流式水力机械效率下降和轮缘间隙空化的主要原因.为探明间隙泄漏流的黏性损失特性和低压形成机制,以NACA0009水翼为对象,采用超大涡模拟方法(VLES)对翼端间隙流动进行数值模拟,基于平均流动动能转换与输运分析,提出了间隙区黏性损失定量计算模型,研究了翼端间隙区湍动能生成、黏性损失和压降的产生机理及主要影响因素.结果表明,间隙区存在间隙分离涡(TSV)、间隙泄漏涡(TLV)和诱导涡(IV)等流动结构;湍动能生成是导致TSV内压降的主导因素,TLV内压降则主要受湍动能生成和平均动能的对流和扩散效应影响;湍动能耗散导致的翼端区域黏性损失占间隙区黏性损失总量的91.2%.间隙区不同流动结构对湍动能生成的影响存在明显差异,水翼吸力面的强剪切效应主要生成湍动能的■分量,而TLV, TSV和IV等间隙涡结构则主要生成湍动能的■和■分量;湍动能产生机制分析表明,湍动能生成项分量P_vw是TLV和TSV中湍动能生成的主导因素,减小TSV和TLV内的速度梯度■,可有效降低湍动能生成,进而减少翼端区域因湍流耗散导致的黏性损失.研究结果可为间隙流...     

合金材料超高周疲劳的机理与模型综述

在循环载荷作用下, 合金材料发生裂纹萌生、扩展直至断裂的周次在107以上的过程被称为超高周疲劳 (very-high-cycle fatigue, VHCF).本综述将从30年前超高周疲劳的研究起源讲起, 直到近年的最新进展.引言之后的内容包括: 超高周疲劳研究的起源, 超高周疲劳的主要特征, 超高周疲劳裂纹萌生特征区和特征参量, 裂纹萌生特征区的形成机理与模型, 超高周疲劳性能预测模型. 在叙述中, 试图回答下列问题: 什么是超高周疲劳?为什么要研究超高周疲劳?超高周疲劳的关键科学问题是什么?超高周疲劳的S-N曲线趋势为什么发生变化?超高周疲劳裂纹为什么萌生于材料 (试样) 内部?裂纹内部萌生的过程和机理是什么? 上述问题有的可以给出明确的回答, 有的则是现阶段的最新结果, 并有待于对问题的继续探索.      

双自由面溶质?热毛细液层的不稳定性

溶质?热毛细对流是流体界面的浓度和温度分布不均导致的表面张力梯度驱动的流动, 它主要存在于空间微重力环境、小尺度流动等表面张力占主导的情况中, 例如晶体生长、微流控、合金浇筑凝固、有机薄液膜生长等. 对其流动进行稳定性分析具有重要意义. 本文采用线性稳定性理论研究了双自由面溶质?热毛细液层对流的不稳定性, 得到了两种负毛细力比(η)下的临界Marangoni数与Prandtl数(Pr)的函数关系, 并分析了临界模态的流场和能量机制. 研究发现: 溶质?热毛细对流和纯热毛细对流的临界模态有较大的差别, 前者是同向流向波、逆向流向波、展向稳态模态和逆向斜波, 后者是逆向斜波和逆向流向波. 在Pr较大时, Pr增加会降低流动稳定性; 在其他参数下, Pr增加会增强流动稳定性. 在中低Pr, 溶质毛细力使流动更加不稳定; 在大Pr时, 溶质毛细力的出现可能使流动更加稳定; 在其他参数下, 溶质毛细力会减弱流动稳定性. 流动稳定性不随η单调变化. 在多数情况下, 扰动浓度场与扰动温度场都是相似的. 能量分析表明: 扰动动能的主要能量来源是表面张力做功, 但其中溶质毛细力和热毛细力做功的正负性与参数有关.      

合金材料超高周疲劳的机理与模型综述

在循环载荷作用下,合金材料发生裂纹萌生、扩展直至断裂的周次在10~7以上的过程被称为超高周疲劳(very-high-cycle fatigue,VHCF).本综述将从30年前超高周疲劳的研究起源讲起,直到近年的最新进展.引言之后的内容包括:超高周疲劳研究的起源,超高周疲劳的主要特征,超高周疲劳裂纹萌生特征区和特征参量,裂纹萌生特征区的形成机理与模型,超高周疲劳性能预测模型.在叙述中,试图回答下列问题:什么是超高周疲劳?为什么要研究超高周疲劳?超高周疲劳的关键科学问题是什么?超高周疲劳的S-N曲线趋势为什么发生变化?超高周疲劳裂纹为什么萌生于材料(试样)内部?裂纹内部萌生的过程和机理是什么?上述问题有的可以给出明确的回答,有的则是现阶段的最新结果,并有待于对问题的继续探索.     

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。     

A review on mechanisms and models for very-high-cycle fatigue of metallic materials

在循环载荷作用下, 合金材料发生裂纹萌生、扩展直至断裂的周次在10⁷以上的过程被称为超高周疲劳 (very-high-cycle fatigue, VHCF).本综述将从30年前超高周疲劳的研究起源讲起, 直到近年的最新进展.引言之后的内容包括: 超高周疲劳研究的起源, 超高周疲劳的主要特征, 超高周疲劳裂纹萌生特征区和特征参量, 裂纹萌生特征区的形成机理与模型, 超高周疲劳性能预测模型. 在叙述中, 试图回答下列问题: 什么是超高周疲劳?为什么要研究超高周疲劳?超高周疲劳的关键科学问题是什么?超高周疲劳的S-N曲线趋势为什么发生变化?超高周疲劳裂纹为什么萌生于材料 (试样) 内部?裂纹内部萌生的过程和机理是什么? 上述问题有的可以给出明确的回答, 有的则是现阶段的最新结果, 并有待于对问题的继续探索.     

环境流体力学 (上)

1.本文讨论了环境流体力学的一般领域和这个研究课题的应用。2.在理论、计算、物理模拟和现场研究方面,评述了大气和海洋中流体流动的一些问题。因为它们对于环境问题实际上很重要。例如在表面层、混合层、空气流过粗糙度不断变化的表面和流体流过沙波或海湾岩床等情况下出现的分层效应。3.也讨论了人类活动和环境的相互作用产生的一些流体力学问题。例如作用在建筑物上的定常流动、振荡流动和旋涡流动的流体力(简略涉及波能);障碍物的绕流和下游流动(包括高层建筑物附近风对人的影响);空气中(包括稠密气体的影响)和水道中(也括“热”污染)污染物的扩散。      

页岩气和致密砂岩气藏微裂缝气体传输特性

页岩气和致密砂岩气藏发育微裂缝,其开度多在纳米级和微米级尺度且变化大,因此微裂缝气体传输机理异常复杂.本文基于滑脱流动和努森扩散模型,分别以分子之间碰撞频率和分子与壁面碰撞频率占总碰撞频率的比值作为滑脱流动和努森扩散的权重系数,耦合这两种传输机理,建立了微裂缝气体传输模型. 该模型考虑微裂缝形状和尺度对气体传输的影响. 模型可靠性用分子模拟数据验证.结果表明:(1)模型能够合理描述微裂缝中所有气体传输机理,包括连续流动,滑脱流动和过渡流动;(2)模型能够描述不同开发阶段,微裂缝中各气体传输机理对传输贡献的逐渐变化过程;(3)微裂缝形状和尺度影响气体传输,相同开度且宽度越大的微裂缝,气体传输能力越强,且在高压和微裂缝大开度的情况下表现更明显.      

近壁流场的热线测速问题

近壁流动或称粘性底层的流动是流体力学重要的研究课题之一,它关系到固体表面和流体之间传热、传质;流动阻力和人工减阻;以及边界层中湍流的猝发和发展等物理机理的研究.本文对本课题的研究现状做了较好的总结,并对今后近壁流动的研究工作提出了自己的看法.     

近壁流场的热线测速问题

近壁流动或称粘性底层的流动是流体力学重要的研究课题之一,它关系到固体表面和流体之间传热、传质;流动阻力和人工减阻;以及边界层中湍流的猝发和发展等物理机理的研究.本文对本课题的研究现状做了较好的总结,并对今后近壁流动的研究工作提出了自己的看法.     

工业和环境流体力学(Ⅱ)

<正> 5 环境流体流动 5.1 一些重要的问题 在环境中有许多不同种类的流体运动,而且在这些运动与物理学、化学和生物学的过程之间有许多种类的相互作用。常常得到最大关注的问题,是牵涉到环境流动的那些问题,也就是:①为了人类一般利益的加以利用或改造的流动(例如,利用风能,保护海岸免受波浪     

在上层为均匀剪切流的流动中的波动精确解

当风从水面上吹过时,由于水的粘性作用,在上层水域中会形成一种剪切流动;而在下层水域中,流体仍保持静止状态。例如在风浪槽中就会形成这种流动。用造波机产生的波或者...     

发生汇流旋涡的实验研究

粘性介质中产生旋涡的方式很多,有一类旋涡在流体作对称汇合的流动吋发生?幼髡叱て诠鄄旌褪匝檎庵中蟹⑸奶氐憷纯?轴对称的径向汇流流动能诱发出这种旋涡。因此,作者取名为汇流旋涡(Sink-vortex俗称澡盆涡或漏斗涡),以区别于其他旋涡。50-60年代国外不少学者曾研究过这种旋涡,但由于实验等方面的困难,以后就没有人作此实验研究了。由于发生汇流旋涡显得重要,例如台风,飓 ...     

11Mo4Cr2V/42CrMo系统摩擦副材料磨损行为的研究

研究了干摩擦状态下11Mo4Cr2V/42CrMo系统摩擦副材料的摩擦磨损性能和磨损机理。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和摩擦磨损试验进行分析,结果表明：干摩擦120 min后,11Mo4Cr2V材料的比磨损量小,仅为2.096?10-15kg?m-1?N-1,材料的耐磨性能较好;摩擦系统中2种摩擦副材料的比磨损量非常接近,匹配效果很好;11Mo4Cr2V材料的磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损的共同作用,42CrMo材料的磨损机理以磨粒磨损为主,伴随轻微的黏着磨损;42CrMo对偶材料的硬度高于11Mo4Cr2V材料的硬度,因此磨损程度较低。     

关于湍流研究的一些基本问题

我们是在苏联最大的工业中心之一顿巴斯举行这次会议的。在这里,许许多多工艺过程广泛利用了气体和液体的流动,这消耗了大量能源。这些流动通常是湍流,因此,那怕把它们的阻力稍许降低一点,也会获得极大的经济效益。湍流问题范围广泛,形式繁多。在某些情况下,湍流对人十分有害,在另一些情况下,却又对人大有裨益。但不管在什么情况下,都必须确切了解它出现的范围。大家知道,在许多情况下,湍流大大增加物体的阻力,例如飞机的阻力。      

爆破抛体加速运动的渗流模型计算

本文对有限球体爆破时渗流损失对抛体动能的影响作了计算。固体介质作为松散体处理,服从库仑内摩擦定律,破坏后的流动状态服从剪胀条件;爆炸生成的高压气体存松散介质内按渗流二次式规律流动,考虑线性摩阻与二次摩阻。 本文对一定块度,不同规模,不同比药量,不同初始松散率情况下的渗流影响作了计算。计算结果有助于进一步阐明工程爆破中抛体质心速度随爆破规模的变化规律,指出除了重力影响之外,还存在渗流影响。     

应用耗散结构理论研究两相流动不稳定性的探讨

本文论证指出:两相流动动力学不稳定性是一种耗散结构。这一结论将非线性非平衡态热力学引入了两相流动不稳定性研究之中,从而阐明了不稳定性发生的原因和机理,并且找到了两相流动不稳定性的直接判据——超熵(1/2δ~2s)(它是非线性非平衡系统的Lyapounov函数)。本文得出了线性非平衡区的判别式和非线性区的一些初步结果,并阐述了在实际应用中对两相流动不稳定性进行判别的具体步骤及本文方法的优越性。