用改进的PT方程计算低温流体混合物的汽液平衡

本用改进的ＰＴ状态方程对２１种常见的低温流体混合物的汽液平衡进行了计算，并与原始ＰＴ方程，ＰＲ方程琢ＰＲＯＭＩＸ软件的计算结果进行了比较。结果表明，用改进的ＰＴ方程计算所得结果与实验值的偏差优于原始ＰＴ方程，ＰＲ方程及ＰＲＯＭＩＸ软件的计算结果。     

低温流体状态方程研究

本研究了可用于低温流体热力学性质计算的状态方程，提出一个改进型的Ｐａｔｅｌ－Ｔｅｊａ状态方程，给出了２４种常用低温流体的方程常数、其中包括氢、氦等量子气体。用新方程对２４种常用低温流体的饱和蒸汽压，饱和蒸汽比容，饱和液体比容等进行了计算并与传统方程进行了比较。     

带内热源多孔介质中的受迫对流换热

本文利用扩展型达西流动方程,采用考虑相际传热的能量方程,通过对体平均化原始变量方程的无量纲分析,用Ｒｅｐ,Ｈ／ｄｐ和ｋｓ／ｋｆ三个无量纲参数分析了通道内具有内热源多孔介质固定床的冷却过程,讨论内热源对骨架与流体热平衡的影响,对数值计算的结果进行了对比分析．     

蒸汽-冷流体接触冷凝流动的数值模拟

介绍了关于蒸汽-冷流体直接接触冷凝流动与传热的数值计算模型与部分研究结果。用Level Set方法确定蒸汽-冷流体接触界面的位置和形状,建立了对蒸汽和冷流体普遍适用的动量、能量和质量守恒方程,在能量和质量寺恒方程中增加了部分项用于计算蒸汽冷凝所产生的影响。用有限差分法在交错网格上离散控制方程,用Runge-Kutta法-五阶WENO组合格式求解Level Set输运方程,用压力修正的迭代Projection方法求解动量方程,而用SIMPLE方法求解温度控制方程。对算例的计算结果表明,本文所建立的数值计算模型能反映物理现象的宏观特性。根据计算结果,分析了本文模型的优缺点,并指出了今后改进的方向。     

用电加热方法测量液氮的汽化潜热

对测量液氮汽化潜热实验进行改进,引入计算机数据采集技术,记录液氮的汽化过程,通过浸入液氮中的通电电阻释放热量,来改善汽化程度,这样既可以长时间地观察液氮的汽化过程,又能较准确的测量汽氮汽化潜热.     

各向异性聚合物薄膜参数的测量与计算

讨论了用单侧漏模法测量薄膜共振漏模的耦合角、计算漏模的有效折射率并由相应的模方程来确定各向异性聚合物薄膜折射率ｎ０、ｎｅ及厚度ｄ的方法。对ＰＴ－ＰＥＫ－ｃ（酞酸铅－聚醚醚酮）膜，测量与计算结果为：ｎｏ＝１．６５２５±０．００１４，ｎｅ＝１．６４３９±０．００１９，ｄ＝２．３３±０．３２μｍ。     

氮含量对大型储罐BOG产生量的影响

为探究氮含量对大型LNG储罐内蒸发气体(BOG)产生量的影响,以某大型单容LNG储罐为例,建立BOG量计算模型,基于Aspen Plus软件,分析储罐内LNG饱和温度、密度、气化潜热随氮含量的变化规律,并与理论计算值进行对比,得出氮含量对蒸发率影响。结果表明:当压力为1.01325×10~5Pa时,随着LNG中氮含量的增加,饱和温度和汽化潜热减小,密度增大,且LNG汽化潜热和密度理论计算与软件模拟结果较为吻合,最大误差分别为7.24%和9.75%。LNG蒸发率随氮含量的增加而提高,氮含量在0~30%之间时,LNG蒸发率理论计算与软件模拟结果仅分别增加0.0018%/d、0.0003%/d。储罐BOG产生量随着氮含量的增加而增加,且理论计算与软件模拟结果较为吻合,误差不超过3.11%。     

弯曲微小通道流阻特性的数值模拟

用经典的N-S方程对流体在矩形截面、弯曲的微小通道中的流动特性进行了数值研究,发现计算结果与试验结 果存在较大的差异。在对流体流动特性分析的基础上引入了粗糙粘度模型来对经典的N-S方程进行修正,计算结果表明 用粗糙粘度模型计算的结果与试验值吻合较好。     

方阱链流体在固液界面分布的密度泛函理论研究

应用Yethiraj的加权密度近似泛函理论研究平板狭缝中方阱链流体的密度分布，系统的Helm holtz自由能泛函分为理想气体的贡献利剩余贡献两部分，其中剩余贡献部分分别采用刘洪 来等人建立的基于空穴相关函数的方阱链流体状态方程和Gil-Villegas等人提出的统计缔合 流体理论状态方程(SAFT-VR)结合简单加权密度近似计算.考察了不同链长、温度、系统密度 和壁面吸引强度下平板狭缝中方阱链流体的密度分布，并与Monte Carlo(MC)模拟结果进行 了比较.结果表明采用不同的状态方程对密度分布的计算有明显的影响，对于受限于硬壁狭 缝中的方阱链流体，温度和密度比较高时，两种状态方程计算的结果均与MC模拟符合得比较 好，在低温和低密度下效果变差，SAFT-VR方程的计算结果更接近于MC模拟结果.对于受限于 方阱壁狭缝中的方阱链流体，由于系统密度分布的非均匀性加强，采用两种状态方程计算的 结果均与MC模拟结果有一定偏差，寻找更合适的权重函数是进一步改进的关键. 关键词： 密度泛函理论 非均匀流体 密度分布 固液界面 方阱链     

气体放电Boltzmann方程的求解

较详细地介绍用Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程分析法计算气体放电参数的数值算法，给出了ＳＳＴ、ＰＴ及ＴＯＦ三种条件下气体放电参数的计算公式，并在１６９×１０＾－２１（Ｖ．ｍ＾２）≤Ｅ／Ｎ≤４２４×１０＾－２１（Ｖ．ｍ＾２）范围对ＳＦ６和Ｎ２进行了计算，结果表明计算值与实测值吻合较好。     

氦-3熔化压力方程

在广泛收集实验数据和理论关联式的基础上,提出了低温流体3He的宽温区、高精度熔化压力方程。该方程采用国际标准单位制,首次以统一而非分段的形式描述了3He在0．001 K-30 K宽温区熔化压力与温度的关系,方程计算值相对于406个实验数据点的最大和平均偏差分别为3．02％和0．106％。计算表明,该方程在0．31586 K时存在最小压力 2．93113 MPa,这一结论与以往的实验和理论研究非常吻合。     

量子流体低温下表面张力数据的关联与计算

本文基于表面热力学理论和对比态原理,建立了一个量子流体表面张力的普遍化方程。这是一个含有两个与温度无关的半理论方程,通过四种纯量子流体低温下表面张力数据的关联与计算,所得结果与实验数据符合良好。本方法可供工程计算使用,其优点是使用简便,计算时只需少数已知参数（ｐｃ,Ｔｃ,Ｚｃ）即可。     

等热流条件下潜热型功能热流体换热强化机理研究

本文分析了潜热型功能热流体强化换热的物理机制，并基于等效比热模型，对等热流条件下圆管内该类流体层流流动换热强化的各因素进行了敏感性分析．同时，改进了内部流动传统的Ｎμ定义，使之能更有效地表征功能热流体换热强化程度     

基于绝对速率理论的高压液体黏度模型

本文通过考虑压力对流体空穴形成能的影响,并引入参考状态项,对Macías-Salinas绝对速率理论黏度模型进行了改进,建立了一种适用于流体高压液相黏度的推算模型。新模型避免了因计算流体汽化焓与饱和状态下的压缩因子所引入的计算偏差,同时使模型形式得到了简化。利用该模型计算了15种流体在温度为90～440 K、压力为0.01～251.3MPa范围内的液相黏度,计算结果与文献值的相对偏差绝对平均值在2%以内,最大相对偏差绝对值小于9.4%,验证了模型的准确性。     

相变乳状液的储冷模型与参数分析

本文建立了一种乳化的非牛顿相变功能流体的循环储冷模型,对影响其储冷性能的各项参数进行了模拟计算和分析。得出了描述不同储冷条件下与初始温度相关联的显热段和与乳液浓度相关联的潜热段储冷性能特征的无量纲关联式,以及储冷速率的相对比较。计算结果与有限条件下的测试结果基本吻合。该研究结果对采用潜热型功能相变流体储冷装置的设计具有参考价值。     

对CELS算法在多重网格下的数值试验

求解不可压流体耦合方程的直接解法（CELS算法）在许多计算问题中体现了其优越性．多重网格法在加速数值计算的收敛速度方面也体现出了其有效性．本文把CELS算法在多重网格下实施,使用原始变量法,对圆管突扩通道和外掠后台阶的层流流动进行了计算,并与Armaly等人的实验数据进行了比较．结果表明,这种结合是很有效的．     

双颗粒在溶解条件下沉降的多相流动特性

对牛顿流体内溶解双颗粒在垂直管道中的沉降运动进行了直接数值模拟. 流体运动由守恒方程计算, 密度和黏性的变化考虑流场温度变化的影响, 通过积分粘性应力和压力获得颗粒的受力跟踪颗粒运动, 溶解引起的相变及其形状的变化由溶解潜热、溶解质量与分散相边界处的温度梯度的关系建立的方程决定. 通过颗粒和流体间相互的作用力和力矩及边界条件的施加实现相间耦合. 对双颗粒在等温流体无溶解条件和非等温流体溶解条件下的沉降过程进行了计算. 结果表明, 在一定雷诺数内, 热对流产生的颗粒尾迹处涡的脱落以及溶解引起的颗粒质量、颗粒表面形态的变化引起了颗粒的横向摆动, 并使颗粒沉降速度发生了变化.     

低温高密度N2气体的状态方程

 将Beattie-Bridgeman（BB）方程和其改进形式Benedict-Webb-Rubin（BWR）方程应用于低温高密度的N₂气体,通过计算值与实验值的比较发现：在N₂气体温度低至150 K、压强达100 MPa和密度达临界密度ρ_c的2.548倍时,BWR方程仍能计算出可靠的结果,对低于临界温度的过冷气体也能给出较高准确度的计算结果,这说明该方程对低温高密度的N₂气体能准确描述。而BB方程却不适用于低温高密度的情况。     

基于流体-磁流体-粒子混合方法的高空核爆炸碎片云模拟

提出了描述高空核爆炸碎片云运动的流体-磁流体-粒子(particle-in-cell, PIC)混合模型,相较目前的主流模型,该模型能够计算更加广泛的空间尺度.根据碎片云运动涉及的高温离子、低温离子和中性大气的不同性质,采用三种模型进行联合求解:高温离子用PIC粒子模型计算,低温离子用磁流体模型计算,中性大气用流体模型计算,并将三者之间的相互作用作为源项加入相应的控制方程.最后,计算了美国Starfish试验中碎片云的扩展情况,与试验结果进行了比对,并验证了求解方案的可靠性.此外,还给出了不同投影角度下碎片云形状随时间的变化,并分析了影响碎片云运动的主要因素,包括大气阻力、磁压、槽型不稳定性和霍尔电流等.     

高密度流体He+H2混合物物态方程研究

选择高密度流体He H2混合物作为研究对象，用Ree混合规则和van der Waals单组分流体变分微扰理论加量子力学一级修正模型编制计算程序。作为对计算模型及其程序的检验，首先用已有的α-exp-6优化势参数，计算了T=300K的He H2混合物的等温相平衡线，得到了与实验值和分子动力学(MD)数值模拟一致的结果，然后进一步计算了0～60GPa和50～7000K压力温度范围内的流体He H2混合物(He H2分别为1：1、1：3、3：1摩尔比)的高压物态方程。与Monte-Carlo模拟数据所进行的比较表明，在低温下，量子力学修正对热力学量的计算是重要的。