多孔介质/纯流体耦合区域内可压缩气体的流动

采用统一形式的修正N S方程描述多孔介质 /纯流体耦合区域的流动 ,提出了方程中用于处理多孔介质内流动的源项确定方法 ,并利用成熟的CFD技术对圆管内具有前后台阶的耦合区域内可压缩气体的流动进行了数值模拟 。

气枪喷嘴高速射流的除水效率研究

为揭示喷嘴除水的机理并进而对气枪喷嘴进行改进和优化设计 ,本文提出了利用图像分析处理对小尺度气枪喷嘴高速冲击射流的除水效率的研究方法。该方法将有效除水面积作为衡量喷嘴除水效率的标准 ,从而实现了对喷嘴整体除水效率的定量测量 ,并利用该方法对影响气枪喷嘴除水效率的各种因素 (一次侧压力、喷嘴到平板的距离和射流攻角 )进行了研究 ,并将实验结果与用热线风速仪及总压探头测量的结果进行了比较 。

多孔扩散型消声器外壳对其性能影响的研究

多孔扩散型消声器由于其体积小、消声性能高而广泛应用到排气噪声的降低上，其外壳对消 声器的消声性能具有重要作用．本文对此类消声器外壳的孔型、孔径和孔距以及外壳同消声材料的 配合方面进行了细致的实验研究，特别对外壳与消声材料的配合与其排放噪声以及外部流场之间的 关系进行了探讨，得到了一些有用的结论，对消声器性能的提高具有一定指导意义．

压水堆主管道双端断裂事故下管路系统的力和力矩分析

文章引入了国外采用的经验数据和公式，分析了其缺陷性，并从流体瞬变和流体力学理论出发对压水堆主管道双端断裂进行了分析和研究。先用特征线法求得回路系统在失水事故工况下的压力、流量变化曲线，再用控制体体积积分方法较为精确地计算出主管道的１１个断点分别断裂时，其他各点的受力和力矩。

压水堆主回路失水事故下水锤与管道结构的相互作用分析

传统的水锤分析和管道动力响应计算是分开的 ,存在一定的缺陷。本文针对核电站主回路假想双端断裂时系统的受力和力矩分析这一问题 ,对破裂管道分析了流体和管道的耦合机制 ,引入描述流体 管道单元的 14个参数和 14个偏微分方程 ,利用特征线法对水锤和管道结构的相互耦合作用进行了模拟计算。计算得到了更为准确的水锤波和管道的受力和力矩 ,其波形和数值均与不考虑耦合作用时有所不同。这些计算结果为压水堆核电站的核安全设计和分析提供了有益参考。

夹层动脉瘤及覆膜支架模型的流固耦合分析

腹主动脉瘤腹主动脉瘤(Abdominal Aortic Aneurysm,AAA)是危及病人生命的严重疾病,若主动脉瘤不加以治疗,瘤腔将不断长大而有破裂的危险,尽管目前对主动脉瘤的研究较多,但对主动脉夹层动脉瘤(Aortic Dissecting Aneruysm,ADA)的研究较少,本文在周期性脉动速度和压力条件下,对DNA内部流场及植入覆膜支架进行了流固耦合的数值模拟。得到了夹层动脉瘤内部流场的速度矢量分布,瘤壁上的位移、应力分布。同时对夹层动脉瘤植入覆膜支架前后进行了对比分析,覆膜支架的植入使得瘤壁上的最大应力和最大位移均从瘤腔壁面转移到管状动脉壁上,且数值大大下降,说明植入覆膜支架能很好的防止夹层动脉瘤破裂。

消声器测量回路系统的噪声预测

气动技术的发展大大推动了工业自动化和生产现代化的进程，但气动回路系统的气流噪声是气动技术的主要缺点，气动降噪引起了工业应用部门和学术界的广泛关注。木文以消声器测量回路系统为例，对回路系统的噪声源进行了分析。首先用三维ＬＤＶ系统对系统中用于电磁阀等排气噪声的声源的孔板的流场进行了测量，较为翔实的得到了平均速度及湍流强度和雷诺应力等湍流量，分析了其同一般的收缩喷嘴射流的异同关系。同时测定其声场，分析其噪声方向特性，找出了声场和流场的一些内在关系，揭示了孔板的噪声产生机理。并对孔板这一声源进行了分析，提出了精确的孔板噪声预测公式。最后对回路系统的其他部分的噪声进行了预测，综合预测结果同实验吻合较好，为气动系统的降噪提供了理论指导。

压水堆主管道破裂工况下的非线性动力响应

在用特征线法和控制体体积积分方法较为精确地计算出压水堆主管道 11个断点破裂工况下各点的受力和力矩的基础上 ,对主管道和虚拟支撑进行了简化和特殊处理 ,采用更新的Lagrange法 (ADINA程序 )对破裂管道的非线性动力响应进行了分析研究 ,获得了较为准确的主管道运动位移随时间的变化曲线。这一研究结果为虚拟支撑和管道的设计提供了依据。

气枪喷嘴除尘效率与诸因素的关系

气枪喷嘴广泛应用于工件表面的除尘除水, 但什么是最佳的除尘效率工况是人们关注的问题。本文利用图像的光强变化与粒子密度关系的图像处理方法，对方法对气枪喷嘴除尘效率与一次侧压力、喷嘴到平板的距离和射流攻角等因素的关系进行了实验研究，得到了一定范围的最佳除尘效率工况，同时宏观的实验结果同一些论文的理论分析观点相吻合。

小型液压缓冲器的动态特性分析

通过数值模拟和试验研究,对一种工业自动化领域中广泛应用的多孔型小型液压缓冲器的动态特性进行了深入探讨和分析,考察了不同条件下液压缓冲器的动态特性,研究了负荷质量和冲击速度与液压缓冲器最大吸收能力的关系,为小型液压缓冲器的用户选型和最优设计提供了理论依据。

弯管流动的非均匀性及其整流

利用RSM湍流模式和贴体无结构网格,对三维弯管的流动进行了数值模拟,并利用三维激光测速仪(LDV)对流动进行了测量,数值模拟的结果同试验吻合较好。针对流动的非均匀性提出了双环结构的整流装置,并对该整流装置进行了数值模拟和试验,表明该装置能对气流进行很好的整流,使流动在弯管下游很快变得均匀和稳定。

考虑气体压缩性的多孔材料渗透率和惯性系数的测定

多孔介质材料的渗透率和惯性系数是决定多孔介质中流体流动特性的重要参数 ,一般需要通过实验进行测定 .在测定渗透律和惯性系数时 ,选用气体做为工作介质可以为实验带来极大的方便 .然而通常的实验都将气体看作不可压缩流体 ,直接根据 Darcy- Forchheimer定律得到这两个参数 .这种近似对实验条件如样品厚度、工作压力等提出了很多要求 .本文提出了在考虑气体压缩性的情况下测定渗透率和惯性系数的方法 .该方法可以大大降低实验时对样品厚度、工作压力等条件的要求 .本文还根据该方法对多孔材料 PVF进行了渗透率和惯性系数的测定 。

简化有限元方法的波纹管模态分析

采用简化方法对单层U型波纹管进行有限元模态分析。在长度,质量,对轴线转动惯量,体积,轴向弹簧比率以及周向弹簧比率不变的前提下,把波纹管简化成直壁薄管,用直壁薄管模型代替波纹管模型进行有限元模态计算。简化了计算模型,减少了计算量,提高了计算效率。本文给出了明确的等效直壁薄管的几何参数,物性参数的求解公式,改变了Broman人为设定直壁薄管厚度的方法,取得了更加准确的计算结果,使利用直壁薄管模型求解波纹管固有频率具有通用意义。进行了直壁薄管模型得到模态振型与波纹管模型得到模态振型之间的比较,认为直壁薄管模型可以求解波纹管的振型。

论多孔介质中流体流动问题的数值模拟方法

简要介绍了多孔介质中流动问题的数值模拟方法及其发展现状 ,对各种方法的优劣及适用范围进行了评价。对多孔介质纯流体耦合流动区域的数值模拟方法及发展现状进行了综合对比。多孔介质模型方法可以用于多孔介质中流体流动问题的数值模拟 ,并且非常适于进行多孔介质纯流体耦合流动区域的数值模拟。

超音速射流啸叫模式切换不稳定性

超音速射流的噪声辐射有3个主要成分,即湍流的混合噪声、与激波结构有关的宽带噪卢以及离散的单频啸叫。其中啸叫离散基频特性具有多种模式,模式之间的切换是一个不稳定过渡过程,与流动纹影显示的不稳定相对应。模式切换过程中在频率特性上反映出一种模式的饱和、衰减,而另一种模式的强化,最终成为主导。这种切换过程中的频率变化很可能和流动失稳涡结构的破碎、配对相关联,利用线性不稳定性理论得到了与实验相符的不稳定波的增长率,分析了不稳定波最大增长率与啸叫频率切换的对应关系。

可植入式微型轴流血泵流场的数值模拟

利用CFD技术对血泵内部流场进行分析可以大大缩减血泵的研制周期和成本,采用非定常的三维N-S方程和基于非结构网格的有限体积法,利用k-ε湍流模型和滑移网格模型,对一可植入式轴流血泵进行了三维数值模拟,得到满足生理要求的扬程曲线。同时对泵内流场进行了分析,对导流叶片的作用及其对内部流场、扬程的影响进行了探讨,为血泵的进一步优化设计提供了参考依据。

核电站输热管系中蒸汽泡溃灭模拟实验

管路热力输运系统中可能同时出现汽-液两相。当汽-液两相可能接触且存在大温差时，会导致汽相急剧冷凝相变，引起蒸汽泡溃灭水锤，导致管系结构破坏。核电站中有大量布局十分复杂的热力输运管道，由于各种原因，蒸汽泡形成和溃灭极易发生。本文针对核电站热力输运管道中汽-液接触后蒸汽泡的形成条件以及溃灭造成的影响进行了分析，用摄影追踪流动显示方法再现了管道中流向发生急剧改变处被冷水隔离的高温蒸汽泡。由于急剧冷凝使得蒸汽体积急剧收缩，环绕的水体产生猛烈碰撞，并监测到该过程中局部压力所产生的瞬间峰值。由于水体对撞运动和逆压梯度，该过程会反复发生多次。利用 VOF方法，计算模拟了二维管道系统中蒸汽泡形成的过程。核电站管路的设计和实际操作维护应及时诊断和避免上述问题的发生。

磁驱动血泵溶血分析

测试磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵溶血性能。利用计算流体力学(CFD)软件ANSYS,基于红细胞受到切应力和相应曝光时间的计算溶血方法预测血泵溶血性能,计算红细胞粒子随着时间推移在血泵内运动轨迹上受到破坏程度。通过体外模拟循环实验实际测试血泵体外溶血性能,计算得到血泵实际标准溶血指数。CFD计算结果转化的标准溶血指数与实际体外实验结果比较相差较大,与CFD计算简化和实际计算循环周期有很大关系。磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵有较好的实际溶血性能,血泵实验期间无不良状况发生,可以进行进一步实验。

动脉瘤内流场以及瘤体尺寸的影响的数值研究

采用计算流体动力学(CFD)数值模拟的方法,在周期性脉动速度入流条件下,建立刚性动脉瘤模型并研究了动脉瘤模型中流场的特征(速度、压力、壁面剪切应力)。得到了脉动入流一个周期内流场特征的变化规律,发现动脉瘤的后端有相当高的压力和壁面剪切应力,而且高压力和壁面剪切应力分布的位置几乎是固定的。探讨了不同动脉瘤尺寸对内部流场的影响,动脉瘤的直径与瘤体长度之比越大,瘤壁承受的剪切应力就越大,动脉瘤破裂的危险性就越高。

多孔材料的流体动力特性

多孔材料广泛应用于消声降噪、过滤等工业领域 ,笔者针对较高消声效果的 PVF多孔消声材料喷注的外部流场特性进行了较为详细的实验研究 ,对不同厚度的材料的外部流动速度、湍流量、声场和压力分布进行了细致的测量 ,得出多孔材料的出流是由不同方向的普通微射流和微射流的汇聚扩散组成的结论 ,证明流体经多孔材料出流后的噪声是由外部扩散流场的湍流所决定的。多孔材料的作用在于 :(1)总压的降低和出流面积的缩小 ;(2 )由于多孔材料的不同方向微射流的相互耦合作用、引起外部流动特性的改变。气动消声材的选择上要注重其对出流流场的改善 。