气固两相介质音速研究

本文分析计算了不同气固两相介质的音速,与实验结果比较得到了较好的吻合,验证了普朗特的理论分析.结合汽液两相音速分析表明,求解两相介质音速时可以不考虑相变的影响.以两相音速为基础的激波结果与理想气体激波结果的趋势吻合,较基于单相音速的激波更合理,说明了两相介质音速结果的正确性.     

气态有机介质的音速计算与测量

引言 在有机介质的循环系统或透平的设计、计算中,常需确定有机介质的音速;而目前这类工质的音速数据和确定方法都很少,这使工程上使用困难。文献[1]的实际气体音速计算式很复杂,需输入28个系数,取值也不甚明确。文献[2]按L-K方程[3]导出的音速计算式,一般适合于非极性或轻微极性的有机介质。对极性较强的有机介质,如     

超音速汽液两相流激波的理论研究

建立了超音速汽液两相流激波过程的数学模型,得到了激波前后的流动关系,并对激波后的流动规律进行了初步分析,建立了两相扩压段的优化模型。研究结果表明,在激波后,流体压力上升,速度下降,与单相气体的正激波特性相似;其对应的音速与汽液两相流体的空泡率、压力及液相密度等因素有关。     

自发布里渊散射法异丙醚音速的实验测量

本文研制了一套基于自发布里渊散射法的流体音速测量实验系统,分析得到该实验系统温度、压力测量的不确定度分别为0.02 K,10 kPa,音速测量的扩展不确定度为0.5%。测量了标准物质正戊烷310 K到470 K饱和液体和350 K到470 K饱和气体的音速,与文献值比较得到,该实验测量值的测量偏差为2.5%左右,验证了本实验系统的可靠性与稳定性。在温度为303.15 K~453.15 K,压力达5.5 MPa范围内,对燃料添加剂异丙醚的饱和液体和过冷液体的音速进行了测量,并依据实验数据给出了异丙醚音速的经验关联式,关联式的计算偏差为0.51%(饱和液体)和0.54%(过冷液体)。     

水平环道内油水气多相流动研究

为建立自主的多相流动数据库,在水平环道中进行了一系列水－气两相、油－气两相和油－水－气三相流动试验。本文测量了各相流动中由于摩擦而产生的压力损失,计算了压差梯度并作了比较;观察了各相流动中的流型;描述了各种流型的发生、发展和变化及其与流动介质的关系,并作了相互比较。     

相界上运动位错的弹性场

本文推广Eshelby等人关于无限各向异性介质中静止直线位错的处理方法,提出了计算两相介质中相界面上匀速运动位错弹性场的方案。本文所提出的简便方法有一般的适用性,可直接用于研究在相界面上高速运动的相变位错的行为,从而有助于理解位错运动在无扩散相变过程中的作用。最后对本文的方法及观察到的场中的间断面作了简短讨论。 关键词：     

流体/准饱和多孔介质中伪Scholte波的传播特性

研究流体/多孔介质界面Scholte波的传播特性对于水下勘探、地震工程等领域具有重要意义.本文基于Biot理论和等效流体模型,采用势函数方法,推导了描述有限厚度流体/准饱和多孔半空间远场界面波的特征方程和位移、孔压计算公式.在此基础上,分别以砂岩和松散沉积土为例,研究了流体/硬多孔介质和流体/软多孔介质两种情况下,可压缩流体层厚度和多孔介质饱和度对伪Scholte波传播特性的影响.结果表明：多孔介质软硬程度显著影响界面波的种类、相速度、位移和水压力分布;有限厚度流体/饱和多孔半空间界面处伪Scholte波相速度与界面波波长和流体厚度的比值有关;孔隙水中溶解的少量气体对剪切波的相速度的影响不大,对压缩波相速度、伪Scholte波相速度和孔隙水压力分布影响显著.     

蒸发冷却发电机内介质两相流及传热理论研究

本文分析了采用蒸发冷却的发电机线棒空心导线内冷却介质的两相流动规律。在分析了冷却介质在单相和两相流动段的循环动力和流动阻力的基础上,建立了循环流量、流体温度分布及空心导线内壁温度分布的计算方法。为发电机定子所有方向上的传热和温度分布计算打下了基础。     

对于均匀双相流体冻结音速的分析

与通常的方法不同,本文从微元封闭体系的简单模型（而非微元控制体）出发,推导出微小扰动在流体介质中的相对传播速率—音速为ａ~２＝（■ｐ／■ρ）ｓ;并强调指明该式对于双相流体介质的适用条件。对于均匀双相流体的冻结音速,文中从理论上分析并导出了存在最小音速（气隙率０＜ａ＜１））的条件及此时的气隙率的计算公式,这些理论分析的结果是与已知的实验数据相符的。     

超音速蒸汽浸没射流压力振荡第二主频特性研究

本文主要针对在蒸汽质量流率400~900 kg·m~(-2).s~(-1)、过冷水温度20~70℃范围内,超音速和音速蒸汽浸没射流中凝结压力振荡的第二主频进行了实验研究。研究结果表明:对于不同设计压比的超音速喷嘴,第二主频均随冷却水温度的升高和蒸汽质量流率的增大而逐渐减小。同时,本文在音速喷嘴第二主频的实验关联式基础上加入设计压比修正,拟合得到超音速喷嘴第二主频实验关联式,其计算值与实验值误差在士16%之内。     

非定常粘性空化流动模型及其数值计算

基于气液两相当地均相介质模型,本文给出了一种模拟非定常粘性空化流动的计算模型。认为空化绕流流场中流动介质是一种当地均匀的气液混相物。控制方程采用了应用两相流模型的N-S方程。基于液相和气相的状态方程推导了混合介质密度的表达式。为了保证数值计算的稳定性,控制方程的数值求解采用了TVD-MacCormack格式。为了评价计算模型的可靠性,分别计算了绕台阶和管道水锤的空化流动,所得结果是合理的,说明该方法可以用于空化流动的数值计算。     

随机四参数法生成多孔介质及渗流模拟

本文基于多孔介质内流动的广泛应用背景,模拟了多孔介质渗流。采用随机四参数生长法生成了多孔介质模型,并对模型中的微小固相进行了过滤处理。将随机四参数生长法生成的多孔介质结合格子玻尔兹曼方法D2Q9模型模拟了压力驱动的多孔介质中的渗流。通过将模拟结果与著名的CK理论公式的计算结果进行比较,发现在孔隙率高时误差较小(φ=0.9时,误差约为6%)。研究表明在高孔隙率时采用文中的方法得到的多孔介质渗透率及孔隙尺度的流动结果较为准确。     

球共振声学法测量普适气体常数

设计和建立了高精度的球共振声学法气体音速测量装置,分析了实际的球共鸣器的结构对共振频率的影响,并给予了相应的修正.测量了温度为29315K,压力在02MPa—08MPa范围内氩气的音速,并根据音速数据确定了普适气体常数.实验温度、压力和普适气体常数的不确定度分别为±14mK,±2kPa和±00036%.最终确定的普适气体常数R为831439±000030J·mol-1·K-1. 关键词： 普适气体常数 音速 球共振器 声学法     

6110柴油机喷雾过程的多维瞬态数值模拟研究

将柴油机全体燃烧室部件(气缸盖-气缸套-活塞组)作为一个耦合体,在对耦合体进行传热数值模拟的基础上得到喷雾过程缸内计算的壁面边界条件.利用大型通用CFD软件STAR-CD及ES-ICE,在进气压缩过程多维瞬态数值模拟基础上,对6110柴油机喷雾过程进行多维瞬态数值模拟研究.通过计算,着重分析缸内两相流动,燃油喷射、雾化以及喷雾粒子的空间分布等.     

锗R8相结构的压力效应及电子性质

 使用第一性原理方法研究了锗R8相在压力下的电子结构。计算基于平面波基组,使用模守恒赝势和局域密度近似。对锗R8相结构参数的压力依赖性也进行了研究,包括晶格常数、伞状角、原子位置参数随压力的变化情况。计算得到的R8相的能带结构表明,锗R8相属于半金属相。对总的态密度和分波态密度进行了分析,并考虑了轨道分布情况,态密度呈现出带边的锐化。同时得到锗R8相的两种不同键的键长随压力的变化情况,并分析了这种变化的起因。     

球共鸣声学法气体音速的测量原理及实验系统研究

本文阐述了通过音频信号共振频率测量气体音速的原理。同时还分析了实际的球共鸣器的结构对共振频率的影响并给予了相应的修正。据此设计和制作了一套高精度的球共鸣器和低频音频信号测量装置,建立了一套球共鸣声学法测量气体音速的实验系统。本文实验中研究温度、压力、气体音速测量的不准确度分别为±14mK、±2.0kPa和±0.0037％。通过对制冷剂R22饱和蒸气压和氩气低压下音速的测量验证了本实验系统的稳定性和精确性。     

无网格方法中的背景积分方案及单颗粒下降过程的数值模拟

在用无网格方法对有边界移动的气固两相流动进行数值模拟时发现,如果采用背景积分网格对求解域进行积分,将会产生压力场的数值振荡,使计算结果失真.详细分析了产生这种数值振荡的原因,提出了解决方案,并计算了一个颗粒在管道内的下降过程.计算结果表明,提出的解决方案能有效地降低压力场的数值振荡,从而使无网格方法能应用于气固两相流动的直接数值模拟.     

正丁醇+正庚烷二元系的音速和过量等熵压缩率

正丁醇是潜在的新一代主流替代燃料。音速、密度等热物性参数对于燃料的喷射、雾化、燃烧具有重大影响，但目前相关研究还较为缺乏。本文以正丁醇+正庚烷混合物代替含醇燃料，利用瑞利–布里渊散射法，测量了其在温度298.15～433.15K和压力0.1、5.0 MPa下的音速。结合文献密度数据计算了混合物的等熵压缩率κ_s和过量等熵压缩率κ_s^E。结果表明，混合物的音速随着正丁醇摩尔分数的增加而增加，而κ_s^E先增大后减小至负值，再增大。从分子间相互作用的角度进行了分析，并为该混合燃料的应用提供了参考建议。     

多孔介质两相流的局部守恒有限元分析

用局部守恒有限元法研究多孔介质两相渗流问题.详细阐述局部守恒有限元法的基本原理,推导两相渗流问题的局部守恒有限元计算格式并编制相应的计算程序.通过一维Buckley-Leverett两相渗流算例验证该方法的正确性.应用局部守恒有限元法和混合有限元法分别对2个模型进行分析对比.计算结果表明局部守恒有限元法具有良好的鲁棒性及适用性,相较于混合有限元法,处理过程简单,计算时间缩短,为标准有限元法应用于复杂渗流问题提供了一种途径.     

丙烷气相音速与理想气体比热的实验研究

用球共鸣声学法测量了工质丙烷（Ｒ２９０）在温度分别为２９３．４８ Ｋ、３０２．９６Ｋ、３１３．２１Ｋ和３２３．１９Ｋ时,压力从２００ｋＰａ～７００ｋＰａ范围内的四条等温线共２８个音速数据。温度、压力和气体音速测量的不确定度分别为±１４ｍＫ、２．０ｋＰａ和±０．００３７％．根据实验数据,由热力学关系式得到了Ｒ２９０在四个温度下的理想气体比热和第二音速维里系数．同时根据现有的高精度实验数据拟合Ｒ２９０的理想气体比热方程．这些研究为Ｒ２９０在工程上的应用提供了必需的热物理性质基础数据．