一种层流翼型附面层流动的数值模拟和实验研究

论文通过数值模拟方法对NACA6412层流翼型的低速绕流特性进行了研究,采用修正的BaldwinLomax湍流模型对来流速度为25m/s、8°迎角时翼型的流场、背风区的速度型分布、不同弦向位置附面层厚度的变化规律以及转捩位置进行了模拟,数值模拟结果与风洞实验结果具有一定的相关性.     

细蛇形管内超临界压力CO_2层流对流换热数值研究

本文对超临界压力CO_2在微细蛇形管内层流对流换热开展了数值模拟研究。研究的蛇形管内径0.5 mm,弯曲半径2 mm,入口雷诺数200~500,压力9 MPa。分析了变物性、浮升力和离心力的影响,对特征截面温度与速度分布进行了详细分析。结果表明:向上流动时,截面温度和速度呈对称分布,水平流动时,对称性消失;截面上两对涡的分布在向上和水平流动时呈现不同特性,换热强化和减弱区域不同。     

热声发动机热缓冲管损失的实验研究

热缓冲管是热声发动机的关键部件之一,位于高温换热器和次室温换热器之间,理想情况下可避免在高温换热器附近往复运动的气体接触室温环境,造成热量损失。不过由于换热器流道的特殊结构,使热缓冲管两端会产生射流等现象,带来流动紊乱、热量损失等问题。本文设计并搭建了研究热缓冲管损失的实验平台,主要考查在热缓冲管两端分别添加不同层流化丝网对系统性能的影响。实验结果表明,未添加层流化丝网会使热量损失急剧增大,热声效率大幅下降;而过多添加层流化丝网会使阻力损失增大,同样降低热声效率;当两端分别添加3片层流化丝网时,所需加热量最少,热声转换效率最高。     

流体力学中的总流伯努利方程

文章从宏观上分析流体的平衡和运动规律,着重阐述流体力学中理想流体和压强的概念以及静止流体内压强的分布规律.文章介绍了流体的定常运动及流线、流量和总流的概念,给出了连续性方程,并在此基础上推导了理想流体定常运动的总流伯努利方程.结合工程实际问题,文章还介绍了实际流体的定常流动的总流伯努利方程.     

不可微不可逆映象中的V型阵发

一个既不可微(或不连续)又不可逆的一维映象可以展示一种新型的阵发。它的机制是稳定不动点与映象不可微或不连续点碰撞而消失。这种阵发可以在该不动点附近的线性化映象本征值绝对值在阵发前为小于1的任何值的情况发生,因而可能突然出现在倍周期分岔序列中途任一部分,使序列中断进入混沌。在稳定不动点消失后映象产生的阵发时间序列中,层流相长度呈现与外控参数距临界值距离的对数依赖关系。这种新型标度规律不依赖于映象的细节。作者认为这种阵发应广泛存在于许多实际系统之中。 关键词：     

堆积床内丙烷/空气预混燃烧的实验与数值研究

对惰性堆积床内丙烷/空气预混气体的燃烧过程进行了试验测量和数值研究.通过测量稳态燃烧时燃烧器内温度场,结合一维稳态层流模型的数值模拟,分析了堆积床内不同工作条件对火焰结构,燃烧稳定性和污染物排放的影响.同时对非稳态过程的燃烧波传播进行了简单的观测和分析.     

大学物理中流体力学问题的计算机模拟研究

格子玻尔兹曼模拟方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)被广泛应用于流体力学问题的研究中,本文采用LBM方法对牛顿流体和非牛顿流体的泊肃叶流动进行了模拟,还通过模拟圆柱绕流问题演示了层流和湍流现象并阐明了雷诺数的概念.将LBM模拟结果与大学物理的相关流体力学知识相联系,不仅可以直观地解释抽象的流体力学概念,而且能够培养学生采用计算物理学手段解决实际问题的思维方式.     

非水平直圆管中黏性流体层流流量公式的推导及实验验证

通过牛顿粘滞定律和修正后的伯努利方程对非水平直圆管中黏性流体作层流运动时的流量公式进行了推导。指出将泊肃叶公式中的压强视作广义压强,则文中的推导公式与泊肃叶公式完全一致。说明泊肃叶公式可以用来求解非水平直圆管中黏性流体作层流运动时的流量。本文通过实验验证了推导公式。     

非层流无碰撞模型计算LIA焦斑尺寸

 在束流轨迹方程基础上，建立了非层流无碰撞数值模拟模型，并在模型中考虑了束流空间电荷效应、发射度、能散、束心Corkscrew运动、束流横截面分布不均匀等诸多因素，编制数值模拟程序对强流相对论电子束经过磁透镜的轨迹进行了计算。计算结果表明：子束流层数一定时，焦斑直径波动在0.03 mm范围内；随子束流划分层数的不同，计算所得焦斑直径的最大不确定度为±0.05 mm，而焦距几乎不变化，其波动在0.08 cm范围内；随子束流划分层数的增加，焦斑直径计算结果是收敛的，最终收敛值约为1.03 mm。实验得到的焦距为23.2 mm，焦斑直径1.3 mm，实验结果表明焦距绝对误差在3.5 cm范围内，焦斑直径绝对误差在0.4 mm范围内。     

阴极透镜层流电子枪调制特性

 通过求解第一类边界条件的拉普拉斯方程,获得了典型的三电极阴极透镜中轴上电位的解析表达式。以此为基础,分析了阴极透镜各几何参数及电位参数对其聚焦性能的影响,得知通过增大调制极电位或其孔径、增加调制极与加速极的间距或缩小调制极与阴极的间距的方法,可以保证在改善初始粒子时间、空间弥散特性的基础上,相对减小轴向电场的非均匀性以减弱其会聚电场强度,从而使带电粒子束在阴极透镜区域中不能形成交叠点,达到构成其中电子运动具有层流性质的阴极透镜层流电子枪的工程应用目的。另外也获得了采用厚度较小的调制极有助于整个电子光学系统性能优化的结论。