高浓度固-液两相流紊流的动理学模型

采用分子动理学方法,基于固-液两相流液相分子或颗粒相颗粒的Boltzmann方程,对Boltzmann方程分别取零矩和一次矩,则得到高浓度固-液两相流紊流的连续方程和动量方程,再和较成熟的低浓度两相流连续方程和动量方程比较,取低浓度两相流控制方程中较成熟合理的有关项和高浓度时由动理学方法推导出的颗粒间碰撞项,则得到高浓度固-液两相流紊流的最终控制方程:连续方程和动量方程.     

风沙两相流PIV测量算法研究

在风沙两相流图像特征的基础上，提出了一种基于模式识别动态聚类方法中$K$-均值 算法的数字面具(Digital Mask)自动生成算法来求解风沙两相流动. 简化了传统生成Digital Mask过程中手动设置参数的操作，减少了人为误差，为批量处理风沙两相流PIV图像提供 了一种安全快捷的方法. 并将该算法应用于风沙两相流的PIV实际测量，分别得到了不同流 动状态下的气流、沙粒以及风沙气固两相流的速度场.     

风沙跃移运动发展过程及静电力影响的数值模拟

建立了描述风沙跃移运动发展过程以及风场一沙粒互馈机制的风沙跃移运动数值模型,模型中考虑了风场一沙粒之间酌耦合作用以及静电力的影响,同时风场是随时间变化的．模拟了风沙跃移运动从起始阶段至风沙流达到自平衡状态的整个发展过程所需的时间,起沙率与单宽输沙率随时间变化曲线,以及达到稳定后的单位面积输沙率沿高度分布以及贴地风速廓线的影响．计算结果表明,当沙粒平均带电量为60μC／kg时,计算所得的单宽输沙率以及输沙率沿高度分布与实验结果吻合得较好．     

建立两相流方程的动力论方法

本文从Boltzmann方程出发建立两相流基本方程。其中碰撞项的处理采用了类似于经典动力论在处理稠密气体输运性质时采用过的方法。动力论方法表明,在气固两相流中除通常的分压和分热流外,还存在碰撞压强和碰撞热流,它们同通常的分压和分热流有本质的差别。本文还讨论了二体碰撞假设和混沌假设在气固两相流中的适用性。     

两相速度平衡条件下的两相流声速

在两相速度平衡条件下,本文首先给出无相变的两相流中声速的一般表达式。再对相间传热作出热平衡或绝热假设,得到完全平衡的和部分平衡的声速的具体表达式。两相流(速度平衡的)声速的许多现有公式都可以作为特例从一般表达式中导出。本文还研究了相变对声速的影响,给出了一元两相系的和二元两相系的完全平衡(速度平衡、热平衡和相平衡)声速公式。     

压力梯度对边界层两相流动稳定性的影响

分析了有压力梯度的边界层两相流动稳定性,推导出类似于Saffman理论的修正的稳定性方程,数值计算采用高精度的谱方法。结果说明,压力梯度对边界层两相流动稳定性有显著的影响,顺压梯度增强流动稳定性,而逆压梯度则促进流动失稳。在不同的压力梯度和浓度下,Stokes数对流动稳定性的影响是一致的,存在一个临界Stokes数,小Stokes数促进流动失稳,而大Stokes数则提高临界雷诺数,抑制流动失稳的最佳Stokes数为10的量级。     

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。     

湍流两相流的脉动速度联合PDF输运方程

概率密度函数（PDF）的方法是构造两相湍流模型的一种重要的方法.构建气体-颗粒速度联合PDF输运方程的关键是颗粒所见气体微团速度的Langevin方程.首先由N-S方程出发,精确推导出颗粒所见气体微团脉动速度的Langevin方程,进而通过理论分析表明,对比通常采用的颗粒所见气体微团瞬时速度的Langevin方程而言,采用前者能有效地减少关联量的统计偏差.最后,给出了颗粒-气体脉动速度的联合PDF输运方程.     

气固两相边界层中固粒与拟序结构相互作用的研究

本文对气固两相边界层中固体颗粒与拟序结构的相互作用进行了研究，建立了基于速度修正的双向耦合模型，提出了计算固粒对流场反作用的新方法以及大大减少计算量的快速涡方法，并据此得到了边界气固两相之间的相互作用结果。     

底部两层框剪砖房层间侧移刚度比的合理取值

底部框剪结构多层砖房在城市建设中应用广泛。这种房屋的特点是由两种承重和抗侧力体系构成的。以典型房屋为基础。编制了剪切型结构弹塑性动力时程分析通用程序，通过减小剪力墙厚度。数量或材料标号的方法，基佗层的质量和刚度不变，采用多种层间侧移刚度比以及多种层数进行了弹塑性动力分析。讨论了这类房屋相邻层间侧移刚度比的合理取值问题，可供工程设计和编制有关的规范，规程参考。     

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．     

速度分布对分层流中底部边界混合层结构的影响

对分层流中海底边界混合层发展问题提出了一个新的垂直积分模型。在这个模型里，新建立的能量方程中出现了一个表征速度大小随高度变化规律的参数，从而得出了被Ｐｏｌｌａｒｄ等人文章中应用的但被本文修正过的Ｒｉｃｈａｎｄｓｏｎ数封闭模型，对在水平乎底上的混合层成长问题，给出了分析解。从而把以往的公式都统一到本文的结果中，而且给出了以往海底边界混合层公式的理论依据与适用范围，这个结果与Ｗｅａｔｈｅｒｌｙ与Ｍａｒｔｉｎ（１９７８）用Ｍｅｌｌｏｒ与Ｙａｍａｄａ（１９７４）的高阶模型所得的数值解结果是基本一致的，并与现场实验相符。     

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     

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。     

三维不可压缩边界层分离流的反解法

本文提出了计算具有分离区的三维层流和湍流边界层的一种反解法。计算中采用了半正交曲线坐标系和涡粘性各向异性湍流模型。数值分析中采用了变换域技术和 Keller分块差分格式。用本文方法计算了一个三维边界层分离流实例,计算结果同实验数据吻合得很好。     

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.     

用平均速度剖面法测量壁湍流摩擦阻力

用IFA300恒温热线风速仪精细测量风洞中不同雷诺数流动条件下的平板湍流边界层近壁区域对数律平均速度剖面．利用平板湍流边界层近壁区域的对数律平均速度剖面与壁面摩擦速度、流体黏性系数等内尺度物理量的关系和壁面摩擦速度与壁面摩擦切应力的关系,在准确测量平板湍流边界层近壁区域对数律平均速度剖面的基础上,测量平板湍流边界层的壁面摩擦阻力．实现了平板湍流边界层壁面摩擦阻力的无干扰或微小干扰测量．该种方法操作简便,不需要在流场中安装测力天平、传感器等复杂的测量装置,不需要对湍流边界层的壁面进行破坏,不会影响湍流边界层壁面附近区域原有的流场条件,是一种切实可行的测量平板湍流边界层壁面摩擦阻力的简便方法．     

两相流中密度波现象的研究及进展

密度波（又称连续波、空隙度波、运动学波）是两相流中的特殊现象，本文评述两相流密度波理论的主要研究进展，这些理论不仅研究了线性密度波和非线性密度波的特性，还研究了气液两相流的流型转变与密度波的关系，流化床中气塞的形成和床层的塌陷现象与密度波的关系等．同时介绍试验和理论研究在密度波的波速、频率、稳定性和色散性等方面取得的主要结论．最后指出密度波的理论和试验研究尚需进一步解决的问题．     

激波诱导含灰气体边界层中的粒子分布

本文研究当激波沿着一个固体表面等速地穿越含灰气体运动时所诱导的层流边界层特性。考虑了作用在气体边界层中球形粒子的 Saffman 升力,建议了一种计算近壁区中弥散相密度剖面的方法,并给出了数值计算结果。本文结果表明:在激波后方存在着一个弯曲的薄层区域,其中的粒子密度可以比其波前原始值增加许多倍。这种粒子聚集效应对于工业中粉尘爆炸等实际问题具有重要意义。     

旋转、弯曲、扩散流道中液固两相流场的数值模拟及其分析

本文简要介绍了旋转、弯曲、扩散流道中,液—固两相流数值计算结果,进而从理论上分析了泵叶轮压力面遭受磨损和输送两相流时扬程降低的原因。