多孔介质中稳定泡沫的流动计算及实验研究

将多孔介质简化为一簇变截面毛管束,根据多孔介质的颗粒直径、颗粒排列方式、孔喉尺度比及束缚水饱和度,计算出变截面毛细管的喉道半径和孔隙半径. 在考虑多孔介质喉道和孔隙中单个气泡的受力和变形基础上,利用动量守恒定理,推导出单个孔隙单元内液相的压力分布和孔隙单元两端的压差计算公式,最终得到多孔介质的压力分布计算公式. 利用长U型填砂管对稳定泡沫的流动特性进行了实验研究. 研究结果表明:稳定泡沫流动时多孔介质中的压力分布呈线性下降,影响泡沫在多孔介质中流动特性的因素包括:多孔介质的孔喉结构、泡沫流体的流量和干度、气液界面张力、气泡尺寸,其中孔喉结构和泡沫干度是影响泡沫封堵能力的主要因素.关键词: 稳定泡沫;多孔介质;变截面毛管;流动;表观粘度;压力分布;实验研究      

水平管道气固两相分层流动过程的研究

以空气作为输送动力、粉煤灰及玻璃微珠作为输送物料,对气力输送管道中气固两相流的流动特性进行了系统的试验研究.对管路系统的特性、操作条件、物料和气体的性质等影响气固两相流压力损失的主要因素进行了探讨.并在实验的基础上对两相流动的沉积速度、经济速度进行了确定.同时在对粉体受力分析的基础上建立了分层流动的物理及数学模型,通过对比数学模型计算值与试验值得出该数学模型具有一定的计算精度,能够用于指导分层流动的研究及应用.     

多孔介质中气泡的生成机理及流动特性研究

根据组成多孔介质的颗粒直径、颗粒排列方式、孔喉比、束缚水饱和度,将多孔介质简化为一簇变截面毛管组成的毛管束.利用质量守恒原理和动量定理,推导出单个孔隙单元内液相压力梯度和壁面剪切应力的计算公式,得到泡沫稳定流动状态时多孔介质中的压力分布以及泡沫当量直径的计算方法.通过对喉道处气泡的受力分析,推导了截断再生气泡的当量直径计算公式.利用长U型填砂管对多孔介质中稳定泡沫的流动特性进行了实验研究.研究结果表明:稳定泡沫流动时多孔介质中的压力分布呈线性下降,孔喉结构和泡沫干度是影响泡沫封堵能力的主要因素.     

超音速流动中侧向喷流干扰特性的实验研究

在超音速流动中,进行了侧向喷流干扰特性的实验研究,研究了喷流压力、攻角、迎风侧及背风侧喷流对侧向喷流干扰特性的影响. 结果表明,随喷流压力增大,喷流前的高压区向前扩展,喷流的包裹作用加强. 有攻角时,背风侧喷流前的高压区更大,喷流包裹作用的影响区域前移,喷流的控制效果更好,这一趋势随攻角的增大更加明显.     

分离再附流动的实验研究

综述了二维前后向台阶,T型结构以及轴对称纯体等典型几何结构的分离再附流动的实验研究．介绍了不同模型分离再附流场特性以及它们之间的异同．详细论述了流动各参数对流场的影响,并简要分析了分离再附流动中存在的问题和发展方向．     

电流动聚焦中非牛顿流体射流影响因素的实验研究

在一套流动聚焦装置上加载高压直流电场形成电流动聚焦,并开展了非牛顿流体带电射流的不稳定性特性实验研究。实验在自行设计的装置系统上完成,获得了电流动聚焦中非牛顿流体射流的流动状态,考察了不同控制参数下射流形态的变化。结果表明,由于非牛顿流体具有粘弹性,与牛顿流体相比,非牛顿流体带电射流体现了更复杂的流动特点。这些实验结果为我们理解复杂条件下非牛顿流体射流的流动机理提供了参考,也有助于深入的实验分析和理论研究奠定了基础。     

分离流动激振控制的实验研究

综述了二维后向台阶、翼型以及轴墩称钝体等典型分离流动激振控制的实验研究．分析了激振控制分离流动的作用机理,得到了一个具有普适性的最佳激振频率范围．另外,介绍了目前常用的激振手段,并对其发展方向进行了展望     

钝体分离流动的实验研究

本文报告了楔形钝体分离流区域的湍流实验,提供了分离区内的时均速度、压力,湍流度和雷诺应力的分布,并对分离区的湍流特征进行了分析。实验表明,分离区内时均速度具有很大的横向梯度。湍流度和雷诺应力的分布曲线很相纵,它们在回流区变化较为平缓,而在混合区,当它们达到极大值之后,便以指数形式向(?)衰减。压力在回流区内变化也不大,但在混合区却具有明显的横向梯度。     

分叉血管中动脉狭窄对血液流动的影响

利用血液流动的粘性不可压Navier-Stokes方程,采用有限元方法研究了分叉血管中动脉局部狭窄对血液流动的影响,分别对母血管壁有动脉狭窄病变和无病变时的血液流动进行了数值模拟。针对不同程度的动脉狭窄,得到了当狭窄度S分别为0.05、0.25、0.5时血液流动的流线图和压力图。一方面,从计算的压力图中可以看出当血液流经狭窄区域时,压力会迅速发生变化;另一方面,观察流线图可知,在血液流经狭窄的区域时会出现流动分离现象,产生涡的结构。根据上述结果,可以看出动脉局部狭窄会对血液流动产生很大的影响。动脉粥样硬化等某些血管疾病的发病机制和病变发展与血液流动的力学特征有密切关系。在动脉局部狭窄的初期,动脉狭窄邻近区域的血液几乎光滑地流过狭窄区,流动产生的分离小;随着狭窄区域半径的逐渐增大,血流流动产生比较明显的分离,在分离区内存在层流和回流;而当狭窄区域的半径进一步增大时,血管内血流流动分离区域扩大,而且在分离区内的血液流动会出现局部湍流。这种情况可能会使血液中的血小板、纤维蛋白、脂肪颗粒沉积,最终导致血流不畅或动脉粥样硬化等血管疾病。     

面向主给水系统的流动调整器整流性能数值研究

针对某核电站主给水系统低负荷时文丘里流量计测值虚高所提出的流场改善需求,利用计算流体力学方法结合SST k–ω湍流模型,研究安装流动调整器时的流场特征和整流性能。首先分别对流场未安装和安装栅格（AMCA）调整器及不同结构参数的孔板调整器进行三维建模和计算,获得不同调整器对流场速度、压力、流场均匀度及流量计流出系数的影响,对比不同调整器对旁路支管所致流速畸变的整流性能,并确定选用孔板调整器的构型。其次改变调整器安装位置,对比安装位置对流场速度分布、阻力损失、均匀度改善及流量计流出系数的影响。三是针对满负荷大流量工况,将调整器与不同开度的主调节阀耦合建模,计算调整器所致额外压力损失,分析阀门开度与整流器压力损失的关系。获得的调整器构型和安装位置等参数的影响规律可为核电站主给水系统解决同类问题时的流动调整器选型和安装提供参考。

     

Transient mixed convection flow arising due to thermal and mass diffusion over porous sensor surface inside squeezing horizontal channel

The double diffusion effect on the mixed convection flow over a horizontal porous sensor surface placed inside a horizontal channel is analyzed.With the appropriate transformations,the unsteady equations governing the flow are reduced to non-similar boundary layer equations which are solved numerically for the time-dependent mixed convection parameter.The asymptotic solutions are obtained for small and large values of the time-dependent mixed convection parameter.The results are discussed in terms of the skin friction,the heat transfer coefficient,the mass transfer coefficient,and the velocity,temperature,and concentration profiles for different values of the Prandtl number,the Schmidt number,the squeezing index,and the mixed convection parameter.     

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.      

管内固-液两相流动阻力特性影响因素的敏感性分析

在浆体管道的工程设计中,管道阻力损失是一项实验成果,对影响管内固-液两相流动阻力的4个最主要因素-管径D、颗粒比重S、浆体浓度Cv和倾角θ进行了深入探讨,并采用多因素分析法比较了它们对于固体物料管道水力输送阻力损失的影响程度大小关系,从而为在工程设计降低管道输送阻力提供了主要调整手段.     

变质量、变阻尼、变刚度结构系统的动力响应

本文首次提出了变质量、变阻尼、变刚度结构系统的动力响应问题,并根据抓斗卸船机的工作过程导出了结构系统的动力方程及解法。最后给出了工程实际算例。     

The use of drift-flux techniques for the analysis of horizontal two-phase flows

New data is presented for horizontal air/water two-phase flow having various flow regimes. It is shown that drift-flux models are able to correlate these data and that the drift velocity, V_gj, is normally finite.     

时变边界的变质量刚体的动力学方程

讨论一类变质量刚体（即在其边界与外部进行质量交换,从而具有时变边界）的动力学问题,并建立了时变边界的刚体动力学普遍方程。     

低渗透油藏水平井分段采油优化模型

针对低渗透油藏水平井的分段采油,考虑变盲筛比的分段完井方法,引入启动压力梯度,基于势的叠加、镜像反映原理和微元线汇思想,分别建立了低渗透封闭油藏和低渗透底水油藏的分段采油耦合模型。以水平井的产量作为目标函数,以生产水平井段的长度和中心点位置作为优化变量,分别建立了两种边界条件的低渗透油藏水平井分段采油优化模型。利用遗传算法,编制数值模拟软件,对水平井分段采油时分段方案进行了优化设计,分别给出了不同分段模式下的最优分段方案。     

Two-dimensional models of magma flows in a volcanic conduit taking the magma compressibility and thermal effects into account

Two steady-state models of magma flow in a conduit are considered, with and without allowance for magma compressibility. As distinct from studies [{xc1}–{xc6}], in which either simplified equations were solved or unrealistic values of the parameters were used, in the present study the complete systems of equations are solved and the values of the parameters correspond to magma flow in a volcanic conduit. The secondary flows obtained in [{xc5}] for model conditions are not formed when the magma is simulated by an incompressible fluid and all the terms of the equations are taken into account. When the magma compressibility is taken into account, in the isothermal case and for constant magma viscosity the entire flow is adequately described by the one-dimensional isothermalmodel, although this approach is not formally applicable.     

Compressible gas-liquid mixture flow at abrupt pipe enlargements

A detailed investigation was made of the flow of compressible gas-liquid mixtures through sudden enlargements in diameter of circular pipes. One-dimensional analysis shows that the dimensionless pressure rise varies with mixture void fraction and mixture momentum, while the establishment of choking conditions at the enlargement is controlled by the length of pipe downstream in which frictional pipe flow occurs. The flows were found to exhibit two characteristic modes, jet flow and submerged flow, with intermediate flows displaying unsteady oscillation between these modes. The distance to the downstream position of maximum pressure increased steadily with mixture void fraction when the upstream pipe outlet was choked, varying from 5 to 50 times the downstream pipe diameter. If the flow was not choked, this distance was much smaller and showed discrete fixed values associated with the mode of flow.

One-dimensional analysis accurately predicted maximum pressure, but when flow was choked at the enlargement the calculation was sensitive to the pressure in the region of separated flow surrounding the central jet in the enlargement. Although analysis of maximum pressure in terms of flow expansion and normal shock gave a general indication of the maximum pressure (which was thus concluded to depend on the general flow processes expected in the enlargement), accurate prediction of maximum pressures will depend on empirical knowledge of the separated flow region pressures. The maximum pressure rise was found to be in the range extending down to 0.3 of the upstream pipe outlet pressure and reduced with void fraction; it was also influenced by the enlargement area ratio. Flows in the approach and outlet pipes were found to be compressible, frictional pipe flows of the Fanno type, with somewhat reduced friction factors occurring in the outlet pipe.