纳米颗粒多相流体动力学研究及应用

纳米颗粒多相流研究是目前多相流研究中新的研究方向及重点发展领域. 为探索纳米尺度多相流相间作用机理及内部存在机制,采用理论分析及数值计算手段,对一般动力学方程的封闭处理、颗粒碰撞率宏观模型的有效构建、颗粒凝并系统动力学演变特性的机理分析、非稀相问题碰撞率的求取、双变量问题求解方法的建立以及一些实际应用进行了系统研究,提出了新的针对纳米尺度颗粒动力学演变的一般动力学方程求解方法,并将其应用于实际工业过程问题的研究. 该文对上述研究工作进行了综述.     

多相流动的光滑粒子流体动力学方法研究综述

光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)具有粒子方法的无网格和全拉格朗日特征, 适用于具有界面大变形、不连续性和多物理场的多相流的高精度模拟. SPH方法模拟多相流已有大量报道, 具体的实现方式也大不相同. 本文首先阐述了采用SPH方法模拟流体的基本控制方程, 以及求解过程中需要考虑的流体压力求解、表面张力、固体边界等问题. 整理和总结了基于SPH方法进行多相流模拟的主要实现方式: (1)双流体模型的拉格朗日求解器: 两相离散为两组独立SPH粒子, 并用显式相间作用耦合两相; (2)多相SPH方法: SPH方法对多相流模拟的自然延伸, 相间作用由SPH参数隐式描述; (3) SPH与其他离散方法的耦合: 差异较大的两相各自采用不同离散方法, 发挥不同拉格朗日方法的优点; (4) SPH和基于网格方法的耦合: 网格方法处理简单的单相流动主体, 获得精度和效率间的平衡. 另外, 还在模拟参数物理化等方面论述了与SPH方法模拟多相流相关的一些改进和修正方法, 并在最后讨论和建议了提高多相流SPH模拟效率和精度的措施.      

磁流体动力学在航空工程中的应用与展望

介绍了磁流体动力学在航空工程中的主要应用方式,主要包括:磁流体冲压组合发动机、磁流体涡轮组合发动机、燃烧室后磁流体发电、表面磁流体发电、磁流体加速风洞、磁流体推力矢量、进气道大尺寸磁流体流动控制、边界层分离流动控制、边界层转捩控制、飞行器头部热流控制等;探讨了磁流体技术在应用中存在的关键科学与技术问题,对导电流体的产生、磁流体实验设备与实验技术、多场耦合机理及数值模拟方法等进行了分析;最后对磁流体技术在航空工程上的应用与发展进行了总结与展望.     

磁流体动力学在航空工程中的应用与展望

介绍了磁流体动力学在航空工程中的主要应用方式,主要包括:磁流体冲压组合发动机、磁流体涡轮组合发动机、燃烧室后磁流体发电、表面磁流体发电、磁流体加速风洞、磁流体推力矢量、进气道大尺寸磁流体流动控制、边界层分离流动控制、边界层转捩控制、飞行器头部热流控制等;探讨了磁流体技术在应用中存在的关键科学与技术问题,对导电流体的产生、磁流体实验设备与实验技术、多场耦合机理及数值模拟方法等进行了分析;最后对磁流体技术在航空工程上的应用与发展进行了总结与展望.     

数值流体动力学

引言对于种种特殊情形,流体动力学方程组已经有分析解或至少有似近解,这些结果对于了解应力作用下可变形介质的性态很有价值。但是大多数问题还难以用古典方法作有用的分析,而必须用其他方法求解。本文介绍用高速数字计算机求流体动力学方程组数值解的方法。近年来计算机技术的高速发展,使得在许多领域内能够完成一些值得注意的研究,      

心瓣流体动力学研究进展

心瓣流体动力学是近年来才形成的一门新兴边缘学科分支。本文比较全面地介绍了该学科的主要研究内容、研究特点、发生发展的历史和现状,以及笔者及其同事在这方面的工作,提出并论述了对学科发展有重大影响的几个富有挑战性的问题,从而预示了学科的发展方向      

流体动力学三十年

流体动力学作为物理学的一个独立的领域,并具有自己的一系列问题,这主要是由于二次大战中所积累的经验的结果.在那时以前,流体中发生的各种现象通常是作为数学问题或工程问题考虑的.然而,在...     

人体循环系统流体动力学

一、概述人体循环系统是一个复杂的生理系统,由心脏、动脉和毛细血管组成。心脏是血液泵。心肌每年收缩约3600百万次,泵浦约300万升血液。血管在各种不同条件下源源不断地输送着维持生命的血液。血液同血管周围组织进行质量和能量交换。整个循环系统是一个“工程奇迹”。      

多相爆轰与生产安全

多相爆轰或称非均相爆轰一般是指燃料液滴或固体粉尘分散在气态氧化剂中所形成的可燃混合物的爆轰。气-液或气-固可燃系统的爆轰称为双相爆轰,同时含有燃料液滴、固体粉尘与气态氧化剂的可燃系统的爆轰称为三相爆轰,通称为多相爆轰。与凝聚炸药的爆轰相比,多相爆轰具有以下特点: 1.与凝聚炸药的集中爆炸相反,多相系统是分布 ...     

Riccati传递矩阵法在流体动力学中的应用

传统的传递矩阵法在求解管内流体的固有频率时,因奇点干扰出现漏根现象.本文结合气体压缩机管道,运用转子动力学中的Riccati方法计算管内气体的固有频率及振型,从根本上消除了漏根现象.算例表明了本方法的可靠性.     

多相流体力学

这次访问中国,受到了各位的欢迎,对此表示感谢。今天,对多相流问题讲讲一般的,基本的问题。多相流问题所涉及的范围很广,例如,在航空和航天技术中,常遇到气体里含有固体粒子或液体微粒的情况。大约从1960年以来,随着航空技术的发展和火箭发动机的利用,火箭发动机的推力特性、高速飞行体表面被粒子碰撞引起的损伤,粒子碰撞燃气轮机叶片时的损伤等重要课题,开始受到重视,研究工作活跃起来。除此之      

地球物理流体动力学的发展和室内实验研究的影响

系统介绍了大气、海洋与新兴的地质系统中的流体力学,尤其是通过室内实验的研究进展．详细描述了诸如羽流、湍流、卷挟、异重流、海洋环流、混合层、双扩散、盐指、锋面、岩浆库、地幔对流、板块运动、热斑等有趣的地球物理现象,它们对于了解因浮力引起的对流的机理是十分重要的．同时在气候、环境、灾害、成矿等领域有广泛的应用．论文反映了在 Ｇ．Ｉ． Ｔａｙｌｏｒ, Ｇ．Ｋ． Ｂａｔｃｈｅｌｏｒ领导下剑桥研究组的风格──通过小型室内实验了解机理,再用应用数学方法求解问题,他们对流体力学的发展作出了重大贡献．     

】流体动力学的二十年

1948年飞行器无需从炮膛发射出去,其速度早已超过音速。“音障”被突破了。火箭推进的飞行器变成了洲际飞行器,甚至可能进入轨道。迫切要了解的问题是核爆炸产生的爆炸波的严重损害和应用于建设的可能性。产生气候的大气过程早已能用高速计算技术来模拟。      

人体呼吸系统的流体动力学研究

人所共知,呼吸过程对于人类有着生死攸关的意义,当某人失去生命时,人们会以"停止了呼吸"来形容。多少年来,生理学家、解剖学家及医学家们都曾从医学角度对肺功能及呼吸的意义作过许多深入的观察与研究,了解到呼吸过程的不少生理学规律。但是我们也看到,对于这样一个极为重要的生命活动现象,真正从生物流体力学角度进行精密地定量研究,还仅仅是最近一、二十年的事,而在我国则更是刚刚开始,有许多工作还等待着有志于此的力学工作者去开拓。     

海洋工程流体动力学的模拟实验研究

在人们探索海洋利用海洋的同时,海洋工程流体动力学应运而生。它通过理论分析,现场观测和模拟实验,掌握海洋现象的基本规律,确定海洋环境的动力学性质,从而给出有关海洋工程结构研制及运行的基本依据。      

浅谈动脉流体动力学分析

就我们所熟知,绝大部分正常动脉流,其血液的流动特性是属于层流范围,但随着弯曲和分支部分会产生血液流之二次回流区,进而形成所谓近似非稳态流及紊流. 因此动脉流体的特性会随动脉外形及条件的改变而改变. 在某些情形下,异常动脉的血液动力特性会造成动脉的病变. 因此,近年来动脉血液流体的特性的研究,常着重于异常动脉的血液动力特性所形成剪应力和病变部位动脉粥状硬化关系的探讨.动脉血液流动经常包含分离流或二次回流运动,而这是流体力学的分析或数值模拟最困难的部分. 有关分离流或二次回流的研究包括正常血管流和异常血管流,藉由二次回流的模拟与测量可以观察血管病变的形成与演变,其中最受注目探讨题目是窄化血管如粥状斑块相关的血液流动分析.将回顾二维和三维、稳态、非稳态之动脉血流与窄化血管相关的几何外形作模拟研究和实验. 并提供对血液动力学的研究方向,以作为未来医疗诊断与发展相关器材之参考.     

多相流与传热研究的进展

第3届国际多相流与传热学术会议于1983年4月18—20日在美国迈阿密举行。会议由美国科学基金会支持,美国迈阿密大学清洁能源研究所召开。出席代表180余人,宣读论文182篇,内容包括:多相流基础,多相流流动结构,多相流压降与传热,质量交换与相变,沸腾与凝结,二相流不稳定性,反应堆安全,多相流模型,蒸汽发生与分配,过渡过程,流化床,质点动力学,能量转换,测试技术及多相流的应用等。我校宣读了垂直U型管弯管      

明渠效应在多相计量中的应用研究

在多相流体力学和多相流测量方面大量的基础理论研究和实验研究的基础上,提出了全新的明渠流模型等多个流量计测模型用于多相流量计量。通过自主开发的智能型多相流量计测系统在室内多相流测试环道上,对模型的运用效果做了大量的实验研究。并且利用基于神经网络技术和模糊模式识别技术开发的计测软件对实验数据进行处理,结果表明:液相计测数据中 80%以上误差位于±5%的范围以内,除个别小流量外,所有误差位于±10%的范围以内;气相计测结果中 90%以上误差位于±10%的范围以内, 97%的误差位于±15%的范围以内。实验数据表明:该计测模型可以适用于多相流中不同粘度的液相流量计量;可适用于较宽的气、液相流量变化范围,模型计测误差稳定在可接受的水平。     

计算流体动力学的现状和展望

本文综述了计算流体动力学的进展,侧重物理问题(而不是方法)。首先,讨论了描述质量、动量和能量守恒的流体动力学控制方程。其次,在接下去的两节中叙述了无粘流和边界层流的近期计算工作。最后,结合近期文献中的几个例子阐述了数值求解Navier-Stokes方程的粘性流计算。     

多相流体力学的发展现状及其展望(提纲)

绪言1.1 多相流动与多组分流动1.2 两相流动的两个典型例子1.3 两相流动的发展简史1.4 两相流体力学的应用 (1)动力与能源;(2)化工与加工工业;(3)运输与轻工;(4)其 ...