垂直管道中密相两相流动的解析解

本文依据文献[1]的密相两相流动的数学模型,对垂直圆管中密相两相流动进行了解析求解,分别得到了连续相和分散相的速度解析表达式.在相间阻力与相间速度差成比例时,除了在离管壁面很近的薄区之外,管道流动规律与达西渗流定律完全一致.本文验证了文献[1]的密相两相流动数学模型的假定在本文情形下是合理的.     

密相液固两相湍流K-ε-T模型及其在管道两相流中的应用

为了准确预测密相液固两相湍流流动,建立了Ｋ－ε－Ｔ模型,推导了控制方程组。利用该模型对竖直上升管中的密相液固两相流动进行了数值模拟,得到了与实验值吻合较好的结果。     

瞬态两相流的矢通量分裂解

本文用矢通量分裂法求解了瞬态两相流问题.首先导出了瞬态两相流控制方程的特征根,然后将矢通量分裂成二个子矢量,使每一个子矢量仅包含一种符号的特征值,再利用空间的一侧差分,得到差分方程并求解,最后将数值预测与实验结果进行了比较,其结果十分吻合.     

气固两相流和气液两相流的掺混问题

在工业生产中气固两相流和气液两相流的掺混是一个常见问题.在这个掺混流动过程中,颗粒团将形成,且在颗粒碰撞聚结效应和分裂效应相平衡时,颗粒团将具有稳定半径.本文引入了颗粒团线尺度数密度分布函数n(a,,t),从分子运动论的观点出发,导出了颗粒团线尺度数密度分布函数的控制方程.最后,在气相流速非常缓慢的情况下,得到了颗粒团平均稳定半径的表达式.     

一串变形液泡在管中的流动

我们使用边界积分法求解一串液泡在管中的运动·当液泡在管中运动，总的正压力不再是常数，这一力使液泡变形和加长·我们发现变形液泡和球状液滴（具有同样的相当直径）运动的速度是不一样的，它随着液泡间距的减小而增加·间距Ｌ′／ａ′对提高速度的影响大于毛细准数的影响·速度的增长随着液泡直径的减少而变得不明显·     

泥石流对速流结构的磨损作用研究

泥石流对砼防治结构的磨损是泥石流研究极其薄弱的环节,泥石流磨损大大缩短了防治结构的有效使用年限．作为大型特大型公路泥石流有效防治结构的速流结构,因泥石流的磨损使其有效使用寿命缩短了近三分之一．基于泥石流两相流流速计算理论,研究了泥石流对速流结构的磨损机理,包括均质浆体对速流槽的磨蚀机理和固相颗粒对速流槽的切削机理;基于牛顿运动原理建立了泥石流液相浆体及固相颗粒的磨损动力学方程;运用量纲分析法构建了速流槽磨损量计算式,计算结果与实际情况吻合．研究成果为速流结构的有效设计提供了理论依据．     

层流管流入口压力突然升高引起的水力瞬变的理论分析

研究了层流状态下管道入口压力突然升高引起的水力瞬变过程,建立了瞬态压力分布的偏微分方程和初边值条件,用分离变量法求得了压力的理论解．根据压力和流量间的约束关系,得到了关于流量的偏微分方程和初边值条件,用分离变量求得了瞬变过程流量分布理论解．最后,用特征线法(MOC)对该问题进行了数值求解,理论解和数值解吻合很好．     

两相流中柱状固粒对流体湍动特性影响的研究

对含柱状固粒的两相流场,建立了包含柱状固粒对流场影响的流体脉动速度方程,在求解脉动速度方程的基础上,经平均得到流体的湍流强度和雷诺应力.将该方法用于槽流湍流场的求解,并与单相流实验结果进行了比较.计算中变化柱状固粒的参数,给出了固粒的体积分数、长径比、松驰时间对流场湍动特性的影响,说明粒子对流场的湍动特性起着抑制作用,其抑制的程度与粒子的体积分数、长径比成正比,与粒子的松弛时间成反比.     

带激波的一维非定常两相流动的数值模拟

本文将处理带激波的单相气体非定常流动问题的两种高分辨数值方法(随机取样法和二阶GRP有限差分法)推广应用于气固悬浮体(亦称含灰气体)两相情况,计算了含灰气体激波管中两相激波特性、波后流场结构及气固两相流动参数随时间的变化.数值结果表明:这两种方法均能给出带有尖锐间断阵面的两相激波松弛结构.二阶GRP方法在计算精度和机时耗用等方面优于随机取样法.     

广义二阶流体管内轴向流动

在流体的本构关系中引入分数阶导数运算，对于介于粘性与弹性之间的流体的描述更具有合理性。本文将这种关系引入二阶流体，研究其管内轴向流动。我们先求出了１／２阶导数的解析解，用以验证Ｌａｐｌａｃｅ数值反演的ＣＲＵＭＰ方法的有效性。然后用ＣＲＵＭＰ法分析二阶流体管内轴向流动的特征。分析表明粘弹性特征越明显的流体，其速度与应力对分数导数的阶数越具有敏感性。     

非牛顿流体在环管内的不定常旋转流

本文研究幂律非牛顿流体在环管内的不定常旋转流。该方程是一非线性方程,在部分因子的稳态近似假设之下,方程被线性化,用Laplace积分变换法我们获得了问题的解。文中给出了几组解曲线,它反映了角向速度的时间演化规律与空间分布特征。另外我们专门研究了幂律指数对流场的影响,该参数的敏感性具有一定的数值界限。这一结果,在有关的工程设计中具有重要的意义。     

圆管入口段不可压缩层流流动的解析分析

从不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程出发,给出了在均匀来流条件下的圆管入口段层流流动中央区的速度分布及压力分布的解析解．     

圆管纤维悬浮湍流场中粒子运动的研究

利用从细长体理论出发得到的三维分段积分法和湍流简化方法模拟了大量纤维粒子在圆管湍流内的运动．统计了不同Re数下计算区域内的纤维的取向分布,计算结果与实验结果基本吻合,结果表明湍流的脉动速度导致纤维取向趋于无序,且随着Re数的增加,纤维取向的分布越来越趋于均匀．其后又考虑了纤维速度和角速度的脉动,二者都充分体现了流体速度脉动的影响,且纤维速度的脉动在流向上的强度大于横向,而其角速度的脉动在流向上的强度小于横向．最后统计了纤维在管道截面上的位置分布,说明Re数的增加加速了纤维在管道截面上的位置扩散．     

环空管内粘弹性流体不定常旋转流的解及流动特性分析

本文用Hankel积分变换法分别求得二阶流体和Maxwell流体在环管内不定常旋转流运动方程的解析解,据此可以分析环管内旋转速度和切应力的分布与变化特征;流体物性参数、管道环隙大小等参量在解析公式中有明确反映,便于定性分析和讨论,本解可以为钻探工程和高分子加工工艺的设计提供理论依据,另外还可用来分析双筒粘度计的流动状态和应力特征,拟合曲线,确定材料的粘弹性参数,在对这种流体进行特性分析时,我们发现,Maxwell流体的旋转流动在起动初期表现为方波振荡,振动的幅度和周期随Ha(物质常数)的增大而增大,此种现象还是首次发现,可能对实际应用有一定的意义。     

信息不对称约束下用水许可证拍卖制度设计

用水许可证制度是实施水资源统一管理的重要措施之一。行政配置中配置主体之间存在信息不对称，导致配置效率低，也存在“寻租”的可能。本文首先分析了信息不对称约束下的取用水许可证配置效率问题，然后引入拍卖理论，建立了信息不对称约束下的取用水许可证拍卖模型。属于多物品拍卖问题，本文给出了最优拍卖制度设计，实现取水许可证的高效配置，为取用水许可证的高效配置市场化方式提供借鉴作用。     

悬臂梁在倾斜载荷作用下的弹塑性大挠度分析

作为Plastica理论[12]的应用,本文分析了理想弹塑性矩形截面梁在自由端承受倾斜集中力作用时塑性区扩展阶段的大挠度变形.着重讨论了集中力的倾角对弯曲形状、载荷—挠度关系及塑性区长度的影响.结果用解析解和数值解同时给出.     

Numerical Investigation of Particle Focusing Patterns in Laminar Pipe Flow With High Reynolds Numbers北大核心CSCD

The inertial focusing characteristics of particles in laminar flow pipes with high Re numbers were studied based on the “relative motion model”. In order to solve the problem of long pipes with high Re number flow, periodic boundary conditions were imposed on the inlet and outlet of the pipe. The research results show that the use of periodic boundary conditions can effectively reduce the computational, and the mechanical properties of particles in high Re flow can be calculated by using L=4D pipe. The difference from the low Re number is that as the Re number continues to increase,the lift force of the particles in the radial direction is no longer distributed as a parabola. The lift curve has a concave area between r+ =0.5 ~ 0.7, and there is a tendency for a new inertial focus point to appear in this section. By means of particles of a+ =1/17 for Re > 1 000, this new focus point position is solvable. In addition, in the analysis of the flow field, a secondary flow occurs around the particle, and its intensity gradually increases with the Re number and the closeness of the particle to the wall. The generation of the secondary flow affects the spatial distribution of the particle lift. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

Analysis and finite element approximation of a coupled,continuum pipe‐flow/Darcy model for flow in porous media with embedded conduits

We consider the continuum Darcy/pipe flow model for flows in a porous matrix containing embedded conduits; such coupled flows are present in, e.g., karst aquifers. The mathematical well‐posedness of the coupled problem as well as convergence rates of finite element approximation are established in the two‐dimensional case. Computational results are also provided. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq 27: 1242–1252, 2011     

一类复杂水资源系统最优化问题的随机方法分析

对一类复杂水资源系统的最优化规划问题 ,在考虑天然来水这一随因素影响的情况下如何进行运行分析是十分重要的 ,文中对多个变量的非线性规划数学模型 ,运用随机分析方法得到了最优设计方案 ,具有现实意义 .