计算含大位移动边界非定常流动的无网格算法

研究了可以计算处理包含大位移动边界非定常流动的无网格算法. 创建了无网格方法中由于大位移边界运动造成的不合要求点的判断标准, 采用高效的填充方法实现点云重构, 运用线性插值方法得到新点参数, 实现了局部重构处理大位移动点. 流场计算方面, 在计算域自动布点基础上, 采用曲线逼近计算导数及HLLC格式计算数值通量, 发展了求解基于无网格的ALE方程组的算法. 最后, 对活塞问题进行了模拟, 结果与解析解相吻合, 验证了算法的准确性; 另外, 计算比较了气流流过静止圆柱以及圆柱在静止流场运动流场, 结果表明方法是成功的.     

固体还是流体？

当有人问,刷墙的涂料是固体还是流体时？需要仔细想想才能给出一个正确的回答. 日常的生活经验告诉我们,液体涂料似乎是一种流体. 但是,在粉刷墙壁的时候,涂料薄层的流动需要用刷子来帮助. 也就是说,只有在一定大小力的作用下,涂料才能流动. 从这个角度看,涂料在不同的外力条件下,可能呈现固体或流体两种不同的特性. 在流变学和非牛顿流体力学中,涂料被称为屈服应力流体. 当作用力小于屈服应力时,屈服应力流体呈现固体的特性;当作用力大于屈服应力时,屈服应力流体就开始流动.     

点载荷作用下密集颗粒物质的传力特性分析

利用颗粒离散元商业软件PFC3D, 模拟了在2m*1m*0.01m容器中直径分别为0.01m, 0.008m和0.006m的颗粒各1*10$^4$个, 受重力作用下的静态密集堆积; 以此为初始条件, 在表层随机选择7个颗粒分别施加5.2*10$^{ - 2}$N(100倍最大颗粒重量)的点载荷, 进行应力传播特点研究. 结果表明: 力的传递在局部范围内呈现很强的各向异性; 应力涨落随着距离的增加呈指数下降; 在大于5倍最大颗粒粒径时, 其分布可以使用弹性力学理论来计算. 探讨了摩擦系数$\mu =0$, 0.2, 1对应力传递的影响, 随着摩擦系数的增加, 各向异性范围减小.     

盐岩流变特性及盐腔长期稳定性研究进展

介绍了地下盐腔长期运营过程中盐腔收敛变形和有效容积丧失等问题, 从盐岩流变实验研究、盐岩流变本构关系建模、盐腔长期稳定评价等方面综述了盐岩流变学研究进展. 文章指出, 将盐岩流变本构模型与流变过程中盐岩微细观尺度上的损伤演化物理机制相融合, 是盐岩流变学一个值得关注的研究方向.     

模拟火箭引射混合特性的实验研究

专门设计了可用于研究箭基组合循环发动机(RBCC)在起动阶段(Ma=0)所使用的引射火箭性能的实验装置. 作为初步试验,研究了不同工况的引射热喷流(一次流)和被引射空气(二次流)之间混合的演变、发展过程,找出不同来流条件下影响引射性能的主要参数,为最终探明引射火箭的最佳工作条件打下基础,同时根据试验结果提出了促进一、二次流混合的可行方案,便于下一步深入研究.     

刚架桁架模型有效性的试验与数值研究

为了比较桁架模型和刚架模型的差异, 结合了一种简单试验结构,实测了试验刚架和桁架的特定截面的内力和中节点位移; 同时应用ANSYS软件对两种模型进行了有限单元模拟. 验证了刚架和桁架两种力学模型的有效性, 通过试验和数值计算的结果, 得到了两种结构的受力特点, 分析了实际桁架和理想桁架的差别, 对结构设计和教学具有一定的参考意义.     

弹性湍流及其对微混合效率影响研究的若干进展

介绍和评述弹性湍流的产生及其对于微混合效率的影响等问题上的若干研究进展. 弹性湍流和惯性湍流具有类似的流场特征,但引发机理有所不同. 惯性湍流产生的原因是惯性引起的Reynolds应力,而弹性湍流则是由弹性应力所引起的. 鉴于在微流动中,惯性力可忽略不计,因此牛顿流体的混合变得十分困难. 此时可在流体中加入微量高分子聚合物以生成黏弹性流体. 由黏弹性流体所引发的弹性湍流在提高流体微混合的效率上可发挥重要作用.     

岩桥拉张破裂数值模拟研究

为了研究岩桥拉张破坏规律, 采用有限元软件FEPG,对不同倾角岩桥拉张破裂过程进行数值模拟. 模拟结果显示, 在单轴压缩条件下, 对于同一裂纹角度、相等距离的两组平行预裂纹, 在不同的岩桥倾角条件下, 预裂纹扩展程度不同; 岩桥倾角越大, 岩桥越容易拉张破坏.     

液压模块组合挂车装载问题研究

为了车辆设计和指导安全运输装载, 研究了任意轴线液压模块组合挂车装载问题, 分析了装载量与装载跨距之间的关系, 推导出任意轴线组合挂车装载计算公式. 利用推导的公式对典型车型进行装载计算并绘制出装载图.     

漫话涂布流动

 介绍流体力学在感光材料工业涂布技术中的应用.     

两相流中圆柱状粒子阻力的研究

将圆柱状粒子和圆球粒子建立等效关系，由等效面积法得到了作用在圆柱状粒子上的阻力，然后通过有限体积法对圆柱状粒子的阻力进行了数值求解，经比较发现，在层流状态时由等效面积法得到的圆柱状粒子的阻力要乘上一个1．5—2的常系数．     

单裂缝中携砂液流动规律研究

裂缝中携砂液流动是一种固液两相流,携砂液的运移与支撑剂的铺置是水力压裂裂缝保持导流能力的关键. 本文基于FLUENT 流体计算软件,采用双流体模型,将颗粒看作拟流体,携砂液按照牛顿流体处理,分析了支撑剂体积分数αs、阿基米德数Ar、颗粒雷诺数Re以及裂缝入口边界对流动规律的影响. 研究结果表明：携砂液在裂缝中的流动过程中,发展成为支撑剂体积分数不同的四个区域,包括砂堤区、颗粒悬浮区、颗粒滚流区和无砂区;支撑剂的沉降程度随着支撑剂体积分数和阿基米德数的增加而增加,而随着雷诺数增加而降低;入口为网眼型时,进入裂缝后过流面积的增加导致流速突降,使得支撑剂更容易在入口处产生堆积,在同一入口流速下,较均匀入口的工况铺砂高度大.     

水平分布三气泡运动特性研究

为研究孔径、间距对三气泡运动特性的影响规律,本文利用高速相机和粒子图像测速仪观察三喷嘴气泡的运动过程,分析间距与孔径对三气泡的轨迹、速度、偏移量的影响,并与单气泡和双气泡进行对比,获得间距与孔径对气泡的影响规律以及流场对气泡的运动影响。实验结果表明,气泡数目的增多会使气泡运动轨迹更加复杂;气泡间距和孔径的增大或减小,对气泡的速度、流场、偏移量和运动轨迹都会产生影响。     

圆环管煤粉浓淡分离器内气固二相流动的数值计算

本文用数值模拟的方法模拟分离器内两相流流场，能成功地确定挡环角度的最佳值和分离环位置的最佳值，对工程应用有一定的意义．给出了气固两相模拟的结果，并与实验结果作了比较，其分布趋势是一致的．     

高含能颗粒床中瞬变点传火过程的三维两相流数值模拟

结合火炮工程背景，建立高含能稠密颗粒床中非定常三维两相流与点火器中非定常一维两相流的数理模型，并考虑主装药床与点火器的相互耦合作用。采用分数步法（ＦＳＭ）数值求解。发现在点传火阶段，膛内存在明显的三维效应，并伴随波动现象，火药颗粒向壁面聚集。部分计算结果与试验结果相一致。     

摆动河槽水动力稳定性特征分析

河流形态与水动力结构息息相关,形态约束水动力结构,水动力结构则通过泥沙运动进一步塑造形态,在自然界河流中形成一对辩证互馈关系.天然河流形态形式多样,大致可以分为顺直、微弯、分叉和散乱游荡几种类型,其中微弯及多个弯曲构成的河型为河流动力演化中最重要的一环.多个弯曲构成的河型可用正弦派生曲线来描述,它也是天然河流主槽与水动力结构复杂相互作用的结果.作为探讨这一过程的力学作用机理,构建摆动槽道并研究槽道摆动与其内部流动结构的互馈关系,既是流体力学研究的热点内容,也是目前河流动力过程研究的基础内容.在此重点讨论这一互馈关系前一部分,即水流对摆动边界的响应.文中建立了随体坐标系下摆动河槽与内部水流动力响应理论模型,通过给定摆动弯曲槽道的不同特征参数,研究讨论了正弦派生型摆动边界下的槽道水流动力稳定性特征,明确了弯曲槽道摆动对其内部主流及扰动水流结构的影响,确定弯曲槽道摆动波数、摆动频率对扰动流发展影响的相应参数定量关系,得到了槽道弯曲度和摆动特征对其内部水流不同尺度扰动影响的阈值选择性范围.     

非牛顿流体固粒悬浮流的若干问题

非牛顿流体固粒悬浮流具有广泛的应用背景,其特殊的流动属性使其成为一些新兴技术领域的核心突破点.同时,该流动又比较复杂,即便是在低固粒浓度的情况下,非牛顿流体特性也会对整个系统的微结构产生重要的影响,从而进一步影响固粒的运动.本文给出了非牛顿流体方程、固粒运动方程和非牛顿流体固粒悬浮流的特征参数,分析了这些参数的作用;阐述了单个固粒在管道中的径向移动、多固粒的相互作用和聚集、多固粒形成的链状结构以及非圆球固粒运动等方面的研究成果、结果分析以及尚未解决的问题,并对以上问题进行了总结和展望,给出了需要深入研究的具体问题和内容,旨在为进一步的研究提供参考和依据.     

颗粒相流动边界条件对其浓度分布的影响机制

运用描述颗粒相内部作用力的离散介质动力理论和“双流体”欧拉方法对循环流化床中的稠密气固两相流动进行了数值模拟,并专门研究了颗粒边界条件对其在近壁区浓度分布的影响,探讨了产生畸变的机制,比较和检验了相关的理论模型。研究表明,近壁区颗粒轴向速度梯度大小,和在那里局部加密的计算网格,对颗粒浓度的径向分布有强烈的影响,导致浓度分布畸变的原因是不合理的边界条件过高估计了当地颗粒的脉动强度,提出选择边界条件的原则是允许颗粒在壁面上有一定程度的滑移。     

用BGK格式计算不可压缩流场

简要介绍BGK方法的基本思想,数值方法及其对不可压缩流场数值计算的推广。然后详细介绍将BGK方法应用于平面方框流的结果,将其结果与Ghia的结果进行了详细的比较。本方法还用来模拟后台阶流动,所得结果与相应的实验数据进行比较。以上比较表明本方法的有效性,同时也确定在计算不可压缩流体时参数的正确选择。     

旋转直管内气固或液固两相流动浓度分布

本文针对旋转直管内气固或液固两相流动，建立了经过适当简经处理的颗粒无量纲运动方程，得到了稳定状态下直管内颗粒的浓度分布公式，从而为气固两相流风机或液固两相流泵的颗粒浓度分布研究打下了基础。