瞬态加速液柱的流体力学问题研究

介绍了用激波和压缩气体加速液柱时的流体动力现象的实验研究,实验中采用了高速摄影技术。研究分为两部分:第一部分,液柱在被加速后在管内的气/液两相流的发展以及流出管外后喷雾流的形成,喷雾流自下而上产生;第二部分,气/液界面上的流体力学不稳定性,即Rayleigh Taylor(RT)不稳定性及Richt myer Meshkov(RM)不稳定性,液柱自上而下运动。实验发现,用此方法产生的喷雾具有流量大、射程远、覆盖面积大等特点。液柱在管内的加速过程中,上端面保持平面,下端面在经历了初始的不稳定性之后形成弹状流。在本实验的驱动压力及马赫数的范围内,RT和RM不稳定性的后期的发展过程比较接近,尽管两者的增长率不同。在RT不稳定性的初始阶段,高密度流体的尖钉先伸入低密度流体中;但是,在RM不稳定性的初始阶段,低密度的气泡先伸入高密度流体中。     

表面修饰硼酸盐润滑油添加剂的摩擦学性能

制备了表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂（球形颗粒，粒径大都小于０．５μｍ），且用四球试验机研究了其摩擦学性能．结果表明：这种添加剂具有良好的极压抗磨减摩性能，当润滑油中元素Ｂ的质量分数为０．０５％时，四球磨斑直径最小，最大无卡咬负荷（ｐＢ值）最高；基础油的粘度和含水量对添加剂的极压抗磨性能有较大的影响，粘度为６５．３０ｍｍ２／ｓ时的极压抗磨性最好，水的质量分数为１％时的ｐＢ值最高，低于１％时的ｐＢ值比不含水时的高，水的质量分数高于１％时的ｐＢ值随水含量的增加而降低．Ｘ射线光电子能谱分析发现，表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂在摩擦表面形成了一层混合的摩擦化学反应膜，其中元素Ｂ主要以ＢＮ的形式存在．     

轴压作用下充液圆柱壳屈曲的实验研究

本文从实验及理论两个方面对充满液体的圆柱壳在轴向压力作用下液体内压的变化进行了实际测试及理论定性分析．采用薄壳理论分析了屈曲前液体内压随轴向压力的变化规律，讨论了壳材料、几何参数及边界约束对内压的影响．通过实验实际测定了内压随轴向压力的变化规律．通过实验手段测定了充满液体的圆柱壳临界载荷、屈曲模态，讨论了充满液体的圆柱壳的承载能力等问题．     

充液系统液体-多体耦合动力响应分析

提出了充液系统的液体-多体耦合力学模型，基于ALE有限元法和多体系统动力学理论，发展了液体-多体耦合动力响应分析的一种有效方法. 对于液体子系统，将其运动分解为随同贮箱的大位移运动和相对贮箱的大幅晃动，引入贮箱固连参考系中的任意拉格朗日-欧拉(ALE)运动学描述，建立了贮箱固连非惯性参考系中液体的ALE有限元方程，对液体有限元方程的缩聚大大减少了液体子系统的计算规模. 为了计及液体阻尼的影响，引入了液体修正的Rayleigh阻尼，避免了伪阻尼力的出现. 对于多体子系统，应用多体系统动力学理论建立动力学方程. 在此基础上详细导出了液体-多体耦合动力学方程，并采用预估-多重校正算法(PMA)和时间步长控制算法进行迭代求解，既保证了迭代收敛，又提高了计算效率. 所给算例成功求解了液体运输车辆系统的液体-多体耦合动力响应，深入分析了有关参数对系统动力响应的影响，获得了一些结论.     

过载-振动复合环境下液浮积分陀螺仪动力学分析

采用有限元数值计算方法对液浮积分陀螺仪在过载—振动复合环境中的动力学特性进行研究。对液浮积分陀螺仪浮子组件谐态和模态进行了分析计算，获得了复合载荷下浮子组件质心的附加偏移的数据，从而为分析陀螺仪的附加误差提供了依据。     

液电冲击波的实验研究

本文用水下电火花微爆炸产生重复性极佳的球形冲击波,用双曝光全息干涉法测量了液电冲击波的传播,并观察到冲击波与水下电极之间的相互作用.实验结果表明此法适用于液电冲击波的测量,特别适用于由冲击波波前位移来确定其峰值压力分布.     

充液挠性航天器俯仰运动 1:1:1 内共振动力学分析

采用已推导的俯仰运动矩形贮箱受控刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力 学模型，在刚体上加入控制项，详细分析了系统固有频率的精确解与近似解. 应用多尺 度法对耦合系统1:1:1内共振进行解析分析，与数值解比较验证解析解的正确性. 通过近 似解析分析得到刚-液-弹之间的耦合作用机理：1) 液深影响整个系统的软硬特性，当液体发 生软硬特性转化时，处于液体原多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会减弱，且 具有相同的特性转化趋势；处于液体新多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会增 强，且具有相反的特性转化趋势. 2) 刚体和弹性体幅频曲线的峰值均在以受控刚体和弹性体 为主的耦合系统固有频率处，以液体为主固有频率激励，刚体和弹性体振幅较小.     

微管内气液两相流中液膜厚度的实验测量

微通道内气液两相流中气柱（plugbubble）与通道壁之间液膜厚度的实验测量，是微热管、微流动、微电子冷却以及气泡雾化等研究中普遍关注的问题。本文利用基于光学干涉和快速傅立叶变换的空间频谱分析方法，实验测量获取了含表面活性剂水中气柱在750μm通道内运动时其与通道壁面之间的液膜厚度。实验结果表明：表面活性剂对液膜厚度的影响比较明显，即当表面活性剂浓度在一定范围内增大时，液膜厚度会减小；此外，当气柱运动速度在一定范围内增大时，液膜厚度也会减小。     

体积分数对基于沸石和硅油的悬浮液的电流变性能的影响

用 HAAKE RV2 0型流变仪 ,在不同外加电场强度和不同颗粒体积分数下测试了基于沸石和硅油的电流变液的剪切应力变化 .结果表明 :随着外加电场强度升高 ,电流变液的零电场粘度急剧增加 ,电流变液的剪切屈服应力增加 ;随着电流变液中沸石颗粒体积分数升高 ,电流变液的剪切屈服强度急剧上升 .这种变化可以用颗粒间作用力与颗粒间距的关系、单位面积的颗粒链数目变化以及多体作用对电流变液性能的影响来解释     

液体表面张力系数的实验研究

改变液体的浓度可以调控液体的表面张力系数,各种形状膜架的挂膜时间与液体表面张力系数存在着一定的关系,本文对于这两个方面进行了实验研究,得出了相应的结果.此外,溶液的温度和空气的流动对挂膜时间都会产生影响.