方管内气固两相流动速度的LDV测量

介绍了气固两相流动的ＬＤＶ测试方法和有关技术，并给出了方管内网栅后气固两相流动的部分测试结果与分析。对于气相，给出了纯净气流（α＝０）、平均粒径ｄｐ＝３５０μｍ的颗粒（α＝０．１２％、０．２１％、０．３３５％）存在时的气流在管内不同断面上时均速度分布情况及不同颗粒浓度时气流速度结构的比较；对于固相，给出了三种不同固相浓度时颗粒在管内不同断面上时均速度的分布情况，并对三种固相浓度时颗粒与气相的速度分布进行了比较。     

两相流PIV粒子图像处理方法的研究

本文在单相PIV技术的基础上研究了两相流动PIV图像处理方法，采用摸板匹配法和灰度加权标定法对两相粒子进行了识别、区分和标定，采用灰度互相关法对区分后的单相粒子图像进行了处理，应用基于以上方法编制的Windows应用软件，首先对由美国Minnesota大学复杂流动实验室提供的两相流动粒子图片进行了处理，通过对比分析可见，应用本文所采用的方法能对两相粒子进行有效的识别和区分，然后以搅拌槽内液固两相流场为例对此方法进行了应用。     

气固两相流场的湍流颗粒浓度理论模型

本文进行了气固两相流动颗粒湍流扩散现象的理论分析，提出了颗粒湍流扩散系数和气流弥散效应二个颗粒湍流模化新概念，在此基础上建立了气固两相流场湍流颗粒浓度模型。理论模型包括离心力和其它外加力场作用下颗粒运动和浓度分布的计算方法。运用湍流颗粒浓度模型，对直管气固两相流动、受限射流气固两相流动和９０°弯管气固两相流动等三种流动做了数值模拟，计算获得颗粒速度、颗粒浓度等主要流动参数。讨论了湍流颗粒浓度模型的适用性。     

核心通识课“无处不在的力学”的教学实践

力学通识教育对培养学生科学与工程素养具有重要意义。本文基于核心通识课“无处不在的力学”的多轮教学实践,对多学时条件下的力学通识课程的组织与实施进行了探索,建立形成了“学科规划、多人授课、专人负责”的通识课程管理模式、“价值引领、知识传授、能力培养”相融合的课程理念和“讲授式教学、研讨式教学、研究型教学”相结合的多元教学模式。课程开设以来,学生选课踊跃,教学团队投入度高,促进了学生科学与工程素养的提高,扩大了力学学科在师生中的影响。     

气体—颗粒激波松弛流动特性研究

提出了一种解气体－颗粒粘性流动方程组的方法。在此方法中，计算颗粒阻力时采用Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎ阻力系数公式，得到两相激波松弛流动数值结果，并与实验结果作了比较，详细分析和讨论了计算结果，揭示了两相激波松弛流动特性随颗粒容积比分的变化规律     

血液入口段两相流动的层流NS方程数值模拟

本文采用球形刚性颗粒悬浮于牛顿流体的血液模型，基于有相间滑移的两相流动层流Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，采用相间滑移算法（Ｉｎｔｅｒ－ＰｈａｓｅＳｌｉｐＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）对圆管内定常轴对称血液入口两相流动问题进行了计算，获得了与实验结果吻合的计算结果，较好地模拟血液流动中红细胞的径向迁移现象，结果表明，采用二相流动模型研究血液流动是一种有前途的方法。     

基于案例库建设的材料力学互动教学设计与实施

材料力学案例库建设,以知识点、情景和问题为案例三要素,整合了教师开发、毕业生推荐、在校生选编等案例资源。基于案例库的教学设计是以能力培养为目标,以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力为主线,以强化实践意识和安全意识为两翼。教学实施针对不同专业背景和学科差异,通过课前精选案例、课中互动讨论及课后交流分享,借助互联网技术应用,积极开展"指尖上的力学"教学,促进线上线下资源共享、课内课外师生互动、问题分析和问题解决深度融合,实现了教与学的相互促进。     

密相液固两相湍流流动研究

在ＩＰＳＡＲ算法基础上推导了适用于考虑液度变化影响的密相液固两相湍流流动数值计算的ＤＩＰＳＡＲ算法，并采用低雷诺数模型，对竖直上升管中密相液固两相湍流分别采用ＩＰＳＡＲ算法和ＤＩＰＳＡＲ算法进行了数值计算，计算值与实测值较符合，计算结果的比较表明ＤＩＰＳＡＲ算法能更有效地预测密相液固两相湍流流动     

激波点燃粉尘的数值模拟研究

建立了用于模拟入射激波后可燃粉尘颗粒点火的一维非定常两相化学反应流模型，该模型考虑了气固两相间的相互作用、粉尘颗粒的加速、加热和化学反应。粉尘颗粒着火前的化学反应用发生在颗粒外表面和内孔表面的非均相反应描述，颗粒内部的温度变化用一含有化学反应源项的非稳态热传导方程来描述，以颗粒外表面温度的突跃上升作为可燃粉尘颗粒点燃的着火条件。我们用该模型和ＰＳＩＣ方法，对由中等强度激波从纯气相传入煤粉－氧气混合物而引起的非定常两相流动现象，包括气固两相间的相互作用、粉尘颗粒的加速、加热以及点火过程进行了数值研究，计算了对应于不同载荷比、马赫数为４～５的入射激波后煤尘颗粒的点火延迟时间，分析了由于可燃粉尘颗粒的存在，入射激波及波后气固两相流动参数的变化规律。数值计算结果与实验数据符合较好。文中建立的模型和所用的基于ＰＳＩＣ算法的数值方法，用最自然的方式描述气固两相流动，即用连续流模型（欧拉方程）描述输运相（气相）的流动，用轨道颗粒模型（拉格朗日方程）描述分散相（颗粒相）的运动。用这种方法模拟含尘介质中激波后颗粒的点火是很有效的，它可以清楚地确定哪一个颗粒群最先着火，它的初始位置以及在整个点火延迟时间内     

INTERACTIVE TEACHING DESIGN AND IMPLEMENTATION FOR MATERIALS MECHANICS BASED ON CASE LIBRARY CONSTRUCTION 1)

材料力学案例库建设,以知识点、情景和问题为案例三要素,整合了教师开发、毕业生推荐、在校生选编等案例资源。基于案例库的教学设计是以能力培养为目标,以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力为主线,以强化实践意识和安全意识为两翼。教学实施针对不同专业背景和学科差异,通过课前精选案例、课中互动讨论及课后交流分享,借助互联网技术应用,积极开展"指尖上的力学"教学,促进线上线下资源共享、课内课外师生互动、问题分析和问题解决深度融合,实现了教与学的相互促进。     

气液两相流动与固壁相互作用耦合求解的研究

气液两相流动与固壁相互作用的研究是液滴撞击壁面运动研究的重要基础.以结合了VOF和Level Set两种方法优点的用于气液相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和利用唯象分析方法建立的能够反映接触角滞后性及壁面性质对润湿过程影响的壁面润湿模型为基础,提出了气液两相流动与固壁相互作用耦合求解流程,给出了气液两相流动与固壁相互作用耦合求解过程中接触线速度的计算方法及边界条件的确定方法.通过与已有实验结果的对比,对提出的气液两相流动与固壁相互作用耦合求解方法的有效性进行了验证.     

航空发动机轴承腔润滑的气液两相均匀流研究

基于轴承腔中润滑油的两相均匀流动模型,采用湍流模式和有限差分数值方法计算轴承腔内三维定常N-S方程,对腔内润滑油的气液两相均匀流动特性进行研究,以获得气液两相均匀流条件下润滑油流场、压力场和速度场在轴承腔内的分布情况,分析转子转速、含气率和润滑油进口速度对润滑油出口压力以及润滑油与壁面之间剪切力的影响,同时对单相流和两相均匀流润滑性能差异进行比较.结果表明,转子转速、含气率和润滑油进口速度对润滑油出口压力和腔内壁面与润滑油间的平均剪切力具有不同影响,而采用2种流动模型计算出的轴承腔润滑油出口压力的差异较大,同时支持了开展航空发动机轴承腔润滑两相流动分析的必要性.     

离心泵叶轮内密相液固两相湍流的数值模拟

利用作者建立的描述密相液固两相湍流的 KET模型和推导的基本控制方程组 ,在处理壁面边界条件时考虑了颗粒和叶片的相互碰撞作用 ,对离心泵叶轮内密相液固两相流动进行了数值模拟 ,得到了泵叶轮内两相流动的一些规律 ,为液固两相流泵的设计提供了一定的理论依据。     

层状两相流动的基本方程式

本文将两相流动的雷诺方程沿深度方向进行平均,出求了平均后的运动方程、连续方程和能量方程式,在适当的物理假定下,简化得到可适用于考虑固-液流动及气-液流动两种情况下的两相层状流动基本方程.     

力学专业研究生计算力学能力培养及其课程体系建设

提出了力学专业研究生的计算力学能力要素,介绍了培养研究生计算力学能力和相关课程设置的一些新理念和做法．初步实践表明,具有高水平计算力学能力的高层次应用型创新人才受到工业技术领域的青睐．     

基于颗粒湍流和颗粒碰撞相互作用规律的湍流模型的研究

颗粒湍流和颗粒碰撞的相互作用规律是两相流动中的核心问题。用颗粒湍流模型和颗粒碰撞的动力论模型叠加的方法在研究两相湍流流动方面取得了一定的成效,但是还有待改进。本文基于颗粒湍流形成大尺度脉动和颗粒间碰撞引起小尺度脉动的概念,从双流体模型出发,建立了两相流动的双尺度kp-pε两相湍流模型。利用该模型对下行床和突扩室内的气固...     

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。     

大速差射流预燃室内三维回流两相湍流的数值模拟

本文由多流体两相流模型、气相湍流κ-ε模型和颗粒湍流代数模型出发,成功地模拟了真实形状大速差射流预燃室中三维湍流回流两相流动,得到了这类复杂的气固两相流中不同纵横截面上气相速度场、颗粒速度场及浓度场和两相湍流度场的分布,并且获得了与实验定性一致的合理结果,揭示了预燃室中气固两相流动与混合的主要物理特征,探讨了大速差射流技术稳焰和强化燃烧的两相流动机理。     

强旋湍流气粒两相流动的PDPA研究

采用相多普勒颗粒分析仪（ＰＤＰＡ）对切向进气，轴向缩口出口的旋风筒内强旋单相和气粒两相流动进行了实验研究，给出了强旋流场中，两相湍流的运动及相互作用规律     

研究多相介质运动的意义、内容和方法

本文从连续介质假设、守恒方程、本构关系和固壁上的边界条件等方面的分析出发，指出二相流体动力学虽是流体力学的一个分支，但在研究内容上与流体力学有较大差异，从分析二相流特点与稀薄气体、稠密气体、非平衡流动和可压缩流动特点之间的相似性出发，指出二相流研究可借鉴相关学科的研究成果和研究方法。本文用弛豫时间概念解释了二相混合物与均相混合物在运动特征上的差异，以及在描写运动的方法上（双流体模型和单流体模型等）的相应差异。最后以风沙运动、泥沙运动和泥石流运动为例，说明在二相流研究中突出主要因素进行合理简化的重要性，并指出：对于不同类型的二相流、对于具有不同流动参数的同类二相流、对于同一二相流的不同区域或不同的研究目的，简化的方法都会有所不同。