内管轴向运动对环空内宾汉流体流动规律的影响

为了分析内管的运动对宾汉流体在环空内流动规律的影响，将宾汉流体的本构方程和运动方程相结合，利用因次分析的方法，得到了宾汉流体在内管作轴向运动时环空内的速度分布。在此基础上分析和讨论了内管运动对宾汉流体在环空内流动时的柱塞尺寸、速度分布、平均速度、柱塞速度、摩擦系数和流量等的影响。结果表明，内管的运动对柱塞大小没有影响，但会影响到柱塞位置，同时内管的运动速度和方向将改变环空的平均速度、柱塞速度、摩擦系数及流量，并使内侧速梯区的速度分布曲线产生移位。     

Maxwell流体在内壁面沿轴向做往复运动的环空内的流动规律

根据动量方程和本构方程,建立Maxwell型黏弹性流体在内壁面沿轴向做往复运动的同心环空内流动时的数学模型,并采用固有函数法进行理论求解,得到环空内速度的分析解.结果表明:受内壁面周期性往复运动的影响,环空内的速度和平均速度均随时间呈现周期性的变化;流体的弹性和内壁面运动的频率对速度和平均速度的影响规律相似;流体弹性或运动频率的增加将改变部分时刻速度分布曲线的形状,存在着使平均速度变化幅度最大的弹性和频率;壁面运动的振幅只改变速度、平均速度的变化幅度,环空间距的减小扯平了速度的抛物线型分布,并使周期平均速度减小.     

变系数二阶流体在偏心环空中非定常流压力梯度的数值计算

建立给定流量条件下变系数二阶流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的瞬时压力梯度方程,给出这种流动的时均压力梯度公式及相应的数值计算方法;以HPAM水溶液为例,对其在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的时均压力梯度进行数值计算和室内试验。结果表明:环空偏心度对时均压力梯度有明显影响,内管冲程和冲次对时均压力梯度的影响不明显;试验验证了时均压力梯度公式及相应数值计算方法的正确性。     

钻井环空中赫巴流体内气泡的上升速度

气泡在钻井环空中的运动规律是井筒多相流的一个研究重点,气泡上升速度则是其中的一个关键参数。井筒 内各流型内气泡/气体上升速度的准确性很大程度上影响了井筒多相流描述的精确性。为此,按照含气率对环空流型 进行了划分,对各流型气泡的运动行为进行了分析。系统地总结分析了单气泡在无限流域中的滑脱速度及气泡纵横 比的计算方法。利用赫巴流变模式对气泡周围表观黏度进行了修正,通过实例对比分析单气泡在赫巴流体内滑脱 速度几个计算公式,认为Rodrigue 公式相对于Harmathy 公式来说是极大的提高,能适应不同形状的气泡,可作为泡状 流流域气泡滑脱速度计算的首选公式。通过对单气泡滑脱速度进行含气率、尺寸和井斜修正,得出了环空中各流型的 气体滑脱速度计算方法,过渡流型的气泡滑脱速度则采用线性处理,并对环空气泡滑脱速度随含气率变化关系进行了 实例分析。最终通过漂移流模型给出了计算环空气泡上升速度的方法。     

粘性和粘弹性流体的势流

本书是《剑桥航空和航天》系列丛书第21卷。本书论述势流如何进入粘性和粘弹性流体运动的一般理论中。传统上，势流理论表述为无粘流体的势流研究对象，当流体是不可压缩时，这种流体被称为”理想的”流体，这种表述形式甚为广泛，它可以在流体力学的每一本书和所有大学教程中找到，但是，这是错误的。在势（无旋转）流中，把流体的粘性设为零是没有必要的，也是没有用的。有非零粘性流体的势流无量纲描述与雷诺数有关，无粘性流体的势流理论将雷诺数提高到无限大，而该书介绍的理论阐述在有限和非常小的雷诺数情况下的势流理论。     

赫-巴流体偏心环空紊流的数值模拟

针对钻井工程中经常遇见的钻井液、水泥浆等赫-巴流体在偏心环空中的复杂流动问题,应用FLUENT软件在紊流条件下进行数值模拟计算和分析,得到了不同参数下的赫-巴流体偏心环空流场特性。给出了偏心度、稠度系数、动切力等主要因素对速度和压力分布影响的规律性。结果表明,偏心度对偏心环空流场的速度分布影响很大,而稠度系数和动切力对流速影响不是很大,对轴向压力的影响较大。数值模拟对钻井工程以及其他领域中此类问题具有现实意义。     

流体的粘弹性对周期性圆管层流流动规律的影响

将粘弹性Maxwell流体本构方程和圆管层流运动基本方程相结合,利用数学解析方法研究了周期性压力梯度推动下脉动层流的流动规律,并得到粘弹性液体在圆管内万籁 流动的速度表达式,按两种情形分析了粘弹性Maxwell流体脉动层流速度振分布状况。研究结果表明,Maxwell流体在0－2π的周期内呈振荡流动。当wt=0时,其速度振幅频率和松弛时间的增大而减小。     

流体的粘弹性对周期性圆管层流流动规律的影响

将粘弹性Maxwell流体本构方程和圆管层流运动基本方程相结合 ,利用数学解析方法研究了周期性压力梯度推动下脉动层流的流动规律 ,并得到粘弹性流体在圆管内周期性流动的速度表达式 ,按两种情形分析了粘弹性Maxwell流体脉动层流速度振幅分布状况。研究结果表明 ,Maxwell流体在 0～ 2π的周期内呈振荡流动。当ωt =0时 ,其速度振幅随频率和松弛时间的增大而减小。     

屈服幂律流体螺旋层流流动压降简化模型#

钻井过程中环空流动压降的准确预测能够为井底动压力的精确控制提供理论依据,避免出现因井底压力控制不当而导致的溢流、井漏乃至井喷等井下复杂情况。当前国内外学者针对不同钻井条件下的流动压降开展过大量的理论和实验研究,但现有研究成果很难实现螺旋层流流动压降的准确便捷预测。为了实现螺旋层流流动压降的准确便捷预测,在基于数值模型预测结果的基础上,建立屈服幂律流体螺旋层流流动压降预测简化模型,并利用仿真模拟和室内实验结果对简化模型的有效性进行了验证。结果表明:屈服幂律流体同心环空螺旋层流流动压降简化模型预测结果与实验结果和仿真模拟均吻合较好,简化模型预测误差仅为±5%。     

偏心环空中Robertson-Stiff流体的波动压力计算模型

用窄槽流动模型模拟流体在偏心环空中的流动,结合流体流动的控制方程和Robertson-Stiff流体的流变方程,建立了稳态层流条件下的波动压力计算模型。利用自适应的辛普森积分法对其进行了数值求解,并对波动压力的影响因素进行了分析。结果表明,建立的Robertson-Stiff流体在偏心环空中的波动压力计算模型预测结果准确,采用的数值求解方法精度高,与已有的偏心环空波动压力计算模型结果对比误差在10%以内;在井眼环空处于完全偏心的情况下,波动压力梯度降低为同心环空的50%左右;当流性指数和管柱井眼尺寸比较大时,要对起下钻的速度严格限制。     

an偏心机头流道速度分布的三维有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS对物料在偏心弯管机头内部流道中的流动情况进行了分析。建立了有限元模型，并根据加工的实际情况选取物料，施加边界条件和载荷。分析结果表明，挤出橡胶弯管的曲率半径主要取决于物料在偏心机头流道最大间隙和最小间隙Z方向的速度差，X，Y方向的速度与Z方向的速度相比可以忽略不计。由计算结果可知，当偏心机头的偏心距超过2mm时，挤出弯管就会发生破裂，说明偏心机头生产弯管只适用于偏心距较小的情况。     

赫-巴流体同心环空流动的数值模拟

运用fluent软件在三维笛卡尔直角坐标系下建立同心环空流动的物理模型。分别对同心环空圆管中赫-巴流体层流和紊流流动进行数值模拟。得到流体在出口处以及流场内部的速度等值图。通过改变流变指数和动切力,进而分析各流场中速度的变化规律,速度大小以及速度分布情况,并将其进行比较分析。计算结果很好的反映出了赫-巴流体同心环空流动的基本特征。     

用流速抛物线分布流动模型：预测偶合器的负荷特性

本文提出一种新的偶合器流道轴面流速二次抛物线分布的流动模型,转轴面流速线性分布流动模型更接近于对偶合器流场的实测结果。文中推导出该流动模型的全部计算公式,并对多个变几何参数流道的模型台架试验数据进行回归分析,得出对流动阻力系数的修正值K_c。据此算出流道变参数偶合器的预期负荷特性,与模型试验结果相比,其计算精度有更进一步的提高。     

黏弹性流体流动的V循环多层网格法

对于服从Oldroyd B型本构律的黏弹性流体流动建立了一种V循环多层网格方法,并分析了V循环多层网格方法解的存在性和它的误差估计。应力、速度和压力分别采用不连续分片k次多项式Pk、连续分片k 1次多项式Pk 1和连续分片k次多项式PK(k>0)。     

Kelvin型粘弹性输液管临界流速的一种数值解法

采用DQM求解Kelvin-Voigt型粘弹性、具有弹性边界约束输液管的临界流速,研究了各系统参数（管液质量比、管材的粘弹性系数和弹性边界约束的刚度系数）对系统稳定性的影响。结果表明,这些参数对输液管的稳定性有较大的影响,可使输液管的临界流速显著降低。     

偏心环空轴向流动的级数解及其流量计算

采用坐标变换和函数展开成傅立叶级数的方法,推导出了牛顿流体偏心环空轴向流动速度场的严格数学解析解.     

双圆柱坐标及其在求解偏心圆环柱域内流动中的应用

文中论述了双圆柱坐标的概念,并推导了双圆柱坐标与直角坐标的变换关系。利用这些结果,可使偏心圆环柱城内的流动和传热问题的求解变得简便。