SOLID-LIQUID SUSPENSION SYSTEM IN AGITATED TANK WITH DRAFT TUBE

Solid-liquid suspension in an agitated tank with a draft tube was investigated witha newly developed infrared turbidimeter for measuring solid concentration.The diameter of theflared inlet transition tube and the distance from the inlet to the tank bottom are two importantparameters for draft tube design The NAX-4 impeller,developed in this study,is characterized byits high flow efficiency and low power consumption.Some modifications are made to the Bald′smodel by considering the effects of solid concentration and fluid viscosity on the critical speed forcomplete off-bottom suspension.The modified equation fits the experimental data satisfactority andcan be used in scale-up

地铁站台活塞风附壁射流起始段的实测和实验验证

为了从机理上探究站台活塞风分布规律,通过理论建模、现场实测和液体缩尺模型实验相结合的方法,提出并验证了站台活塞风起始段符合附壁射流理论模型。其中,对上海某地铁站台层的现场实测较好验证了站台活塞风起始段自由剪切区的理论模型,理论与实测数据的标准差在0.326和0.542之间;液体缩尺模型实验对站台活塞风起始段边界层区、势流核心区和自由剪切区理论模型进行了验证,三区吻合较好,标准差在0.071和0.746之间。上述研究证明了站台活塞风附壁射流理论起始段的正确性。

地铁站台送风射流与活塞风耦合作用速度特性理论分析

在既有横流理论基础上,通过理论建模得到站台活塞风与送风射流动态耦合速度场数学模型,该模型得到了液体缩尺模型试验的验证,两者的偏差在10%以内。由理论解析求解进一步分析得到这两股气流耦合轴心轨迹分3个阶段变化;并得到耦合射流轨迹与水平面夹角、轴心速度等特征参数的动态及典型时刻变化特性。

燃烧室两相流场亚网格燃烧模型的研究

在三维任意曲线坐标系下采用不同的亚网格燃烧模型对环形燃烧室火焰筒气液两相湍流瞬态反应流进行大涡模拟．计算中所采用的数学度模型有：k方程亚网格尺度模型估算亚网格湍流黏性；热通量辐射模型估算辐射换热,分别采用亚网格EBU燃烧模型(E-A model)、亚网格二阶矩输运方程模型(SOM)和亚网格二阶矩代数模型(SOM-A)估算化学反应速率．并在非交错网格系统下气相采用SIMPLE算法和混合差分格式求解,液相采用Lagrange处理,并用PSIC算法对其进行求解．通过实验结果和计算结果的比较,表明在三维任意曲线坐标系下对燃烧室火焰筒两相湍流油雾燃烧流场进行大涡模拟,3种不同的亚网格燃烧模型都能真实反映两相湍流化学反应流流动及实际燃烧过程,而采用亚网格二阶矩输运方程模型稍优于其他两种亚网格燃烧模型．

堆本体抗震试验动力相似关系推导与验证

为确保堆本体抗震试验中流体对流效应、脉冲效应和堆本体结构响应的准确性,需保证重力、流体与固体惯性力、结构弹性力和结构应变的相似性。本文从固体结构的振动方程、不可压牛顿流体的动力学方程、流固交界面的边界条件和环形柱体域内液体线性晃动的动力学公式出发,基于控制方程的量纲分析法,推导了考虑液体晃动效应的堆本体地震响应动力相似关系。基于上述相似关系建立了堆容器堆内构件和堆容器内自由液面流体域的缩尺模型,通过有限体积法分析堆容器堆内构件原型和缩尺模型中液体的晃动固有频率、晃动波高、压力以及液体晃动对堆容器支承裙的倾覆力矩。结果表明本文动力相似关系具有合理性和准确性,可用于堆本体缩尺模型的抗震试验研究。

大型液相色谱分离过程FAD－SMT数学模型及其数值解

提出大型液相色谱分离过程ＦＡＤ－ＳＭＴ数学模型，把色谱分离连续性方程转变为对流扩散方程和常微分方程组，并提出模型的数值方法，分析了数值解的稳定条件和收敛条件以及空间和时间步长的选取。实验结果表明，ＦＡＤ－ＳＭＴ数学模型计算的液相色谱分离葡萄糖、果糖和分离甘露醇、山梨醇理论与实验流出曲线相吻合。灵敏度分析结果表明：相平衡常数比轴向扩散系数和总传质系数对色谱分离有较大的影响。

应用相似模型的半挂液罐车横向稳定性控制

针对在液体晃动情况下,半挂液罐车横向稳定性较差的问题,以相似模型理论为基础,搭建了半挂液罐车相似模型试验台。以4自由度单轨半挂汽车模型作为参考模型,采用卡尔曼滤波方法估计车辆的铰接角,运用最优控制和差动制动技术,设计了基于牵引车横摆角速度和铰接角的半挂液罐车横向稳定性控制策略,并利用所建立的相似模型试验台,进行了双移线工况的横向稳定性控制试验。试验结果表明:运用设计的控制策略,结合最优控制和差动制动技术可以有效抑制液体晃动对车辆的影响,降低车辆行驶状态参数的波动,提高半挂液罐车的行驶稳定性。

地铁站台火灾烟气扩散的盐水模型试验研究

为获得地铁火灾烟气在有活塞风和无活塞风影响下的扩散规律,在满足相似准则的情况下,搭建地铁站台液体缩尺模型试验台。用带颜色的水模拟火灾烟气,在获得烟气扩散现象的同时,测出烟气在典型位置处的流速分布与变化。试验结果表明,火源强度为1.5 kW时,无活塞风作用下,烟气要充满182 m×12 m×4 m的站台需180 s,乘客有120 s的时间从左、右楼梯疏散;有活塞风时烟气充满站台只需30 s,乘客仅有25 s从右侧楼梯逃生。

高频脉冲激励下SSFLC灰度调制效应的动态研究

通过引入由液晶盒多层结构及驱动电路所导致的阻抗分配效应,将表面稳定型铁电液晶（SSFLC）等效电路模型拓展到对其V字型光电效应的研究当中,在随机高频脉冲（Pτ=25μs）激励下成功地实现了灰度级输出。模拟结果表明,当激励脉冲幅度较小时,输出光透射率随着激励脉冲幅度的提高线性增加,当激励脉冲幅度较大时则透射率趋于饱和,在一定条件下,激励脉冲幅度在2~10 V范围内SSFLC表现出较好的灰度特性。另外,由于铁电液晶的自发极化效应,液晶层压降VLC即使在激励信号VIN=0时也不会消失,且VIN=0时VLC的符号恰好与自发极化强度在电场上分量的符号相反,VLC的大小则与液晶层及定向层的材料参数,以及液晶盒的结构参数相关。

基于液态缩尺模型的大空间下送中回分层空调回风汇流速度场研究

选择某大空间实型建筑,根据相似理论建立液态模型实验台,研究大空间下送中回分层空调回风流场的汇流特性。论文利用二维微元汇流叠加方法获得汇流速度理论公式,利用粒子图像测速技术PIV(Particle Image Velocimetry)拍摄回水流场,获得其速度矢量信息;实验发现计算得到回风流场的理论速度值与实验速度值存在较大的偏差,对二维汇流速度理论公式修正后,平均相对误差减少到8.5%。论文最后通过相似比例提出大空间下送中回分层空调回风二维汇流速度半经验公式,这为大空间建筑下送中回热环境研究提供了理论参考。

大型储罐自振特性分析

为了给大型储罐地震动力响应进一步分析提供数据,建立了大型储罐有限元简化模型,考虑了罐体的固液耦合作用,对储罐系统的自振特性进行了分析,结果表明,有限元结果与规范计算结果误差很小,计算结果可靠。

介观尺度下液相烧结过程的数值模拟研究进展

液相烧结是粉末冶金制造的关键技术,可以获得接近全致密化的高性能材料,为高熔点合金、硬质合金和金属陶瓷等材料的制备开辟了新途径。液相烧结过程中的组织演变及致密化行为直接决定了零件的力学性能和尺寸精度。介观尺度的数值模拟着眼于数十至上千个颗粒的系统,能够明确致密化机制,并准确、直观地反映液相分布、孔隙演化、颗粒生长等组织演变过程,是联系微观结构与宏观性能的重要桥梁,已成为液相烧结过程研究的热点方向。然而,液相烧结过程涉及颗粒运动、固液相变、流动等多种因素的耦合作用,对液相烧结数值模拟研究和实际应用提出了巨大的挑战。目前,液相烧结数值模拟的一种主要思路是将液相烧结过程简化为颗粒重排、固相溶解/析出和骨架形成三个界限分明的阶段,然后分别针对每个阶段开展模拟,从而在降低模拟难度的基础上反映液相烧结的部分显微组织演化机制及影响因素。其中,围绕颗粒重排和固相溶解/析出阶段的研究最为丰富,并取得了较多成果。基于离散元法的模型和液桥粗化模型主要用于颗粒重排阶段的研究,模型考虑了颗粒间的碰撞、滑动和粘结颗粒间烧结应力等的作用,并兼顾液相烧结中存在的表面张力和液相粘性力,描述了颗粒在液相中的重排和孔洞演化及致密化等重要现象,但晶粒生长和熟化的机制通常被忽略。固相溶解/析出阶段可简化为熟化过程,主要使用蒙特卡洛方法和相场方法研究该阶段的颗粒生长、颗粒形状变化和颗粒粒径分布的变化规律等。其中大尺度三维模拟预测的粒径分布和晶粒生长情况等结果能够与液相烧结中后期的实验结果对比,并吻合良好。实际液相烧结各阶段间并无明显界限,分阶段模拟的研究思路仍难以准确描述液相烧结的全过程。近年来研究者们提出了采用耦合模型的研究思路,旨在同时描述液相烧结中的颗粒运动、颗粒生长以及液体流动等行为。耦合模型克服了分阶段简化模型带来的问题,显著提高了模拟精度,准确预测了组织演化,并获得了烧结致密化率等定量数据。为促进基于耦合模型的数值模拟在液相烧结中的实际应用,仍需克服三维模型数值求解困难、实验验证缺乏等问题。本文回顾了介观尺度下液相烧结数值模拟方法的研究进展,分析了各种模拟方法描述液相分布、孔隙演化、颗粒长大以及致密化等问题的可靠性、准确性和优缺点,最后提出液相烧结数值模拟方法的发展前景及意见。

多组分烃类混合物气液两相流格子玻尔兹曼模型

针对传统格子玻尔兹曼模型无法处理真实多组分混合物气液两相流的问题,提出了一种新的基于四参数(临界温度、临界压力、偏心因子、体积修正因子)状态方程的多组分格子玻尔兹曼模型。模型首先使用烃类混合物状态方程计算混合流体间作用力,并提出一种将混合流体作用力分配给各流体组分的方法,从而计算出混合流体中各组分所受作用力,再使用精确差分方法将组分作用力引入格子玻尔兹曼模型。同时为正确反应黏度变化对多相体系流动过程的影响,引入LBC(Lorentz-Bray-Clark)黏度模型计算混合流体的黏度。利用该模型,分别模拟了甲烷、乙烷、丙烷等多组分气液两相共存问题。新模型计算结果与使用逸度平衡方法获得的理论解吻合度较高,验证了新模型的正确性。

微重力落塔实验中的流体行为仿真与分析

为提高实验结果准确性,本文对典型微重力落塔实验中的流体行为进行仿真验证和对比分析。首先,对典型自由下落式落塔实验全过程中的流体贮箱运动规律进行了分析和设计。然后,基于相似理论对缩比模型流体实验进行了设计和数值仿真验证,并以静液面生成和液体重定位过程为例,分析了落塔微重力初始状态的影响。模型间及模型与实验的对比结果验证了落塔实验和缩比模型流体实验设计及本文所采用仿真方法的有效性和准确性。对比分析表明:三组模型在液体形态和质心相对高度上吻合度较高;落塔缩比模型中微重力初始状态对静液面生成和液体重定位过程均有所影响,但影响随时间有减小趋势或可通过实验参数调整进行补偿。相关结论可为落塔流体实验设计提供重要参考。

大平板上液膜冲击附板行为的数值模拟研究

利用FLUENT内的EWF模型对大平板上液膜冲击附板时发生的一系列流动行为进行了三维数值模拟研究。分析了不同工况下大平板上不同流量下降液膜冲击不同宽度和厚度附板后的液膜损失,并对比了一定高度返回槽收集水量的实验值和模拟计算值,两者吻合程度较为良好。分析了液膜冲击附板的流动行为的4个过程,并通过分析附板尺寸和液膜流量对液膜冲击附板行为的影响,得到了液膜损失率与受附板高度影响的液膜溅射空间数和液膜冲击附板时的韦伯数之间的关系,发现EWF模型在模拟降液膜冲击不同焊缝高度的附板时存在不足。

基于FOA-SVM模型的油田采出液管道结垢趋势预测

针对油田采出液管道的钙镁无机盐结垢趋势问题,建立了FOA-SVM模型,使用新疆油田实验和测算得到了136组管道结垢趋势及影响因素数据,利用其中的116组数据对模型进行训练,对剩余的20组数据进行预测,并将预测结果与BP神经网络模型、CV-SVM模型以及LS-SVM模型进行对比,以此验证FOA-SVM模型在该领域应用的先进性。研究表明:影响采出液管道结垢趋势的相关因素较多,这是制约结垢趋势预测准确度的主要原因;应用FOA-SVM模型对结垢趋势进行预测,预测结果的误差小于其他预测模型,模型训练时间为2.68 s,仅略高于BP神经网络模型,证明FOA-SVM模型应用于管道结垢量预测具有很强的先进性。

互联网金融、存款竞争与银行流动性创造

作为一种新兴的金融业态,互联网金融会通过存款竞争对商业银行流动性创造产生影响。存款竞争分为存款规模竞争与付息成本竞争两种。采用2007-2018年我国106家商业银行非平衡面板数据,运用多重中介效应模型检验“互联网金融→存款规模/付息成本→银行流动性创造”的内在传导机制,研究表明:互联网金融通过挤压存款规模、抬高付息成本两种存款竞争中介渠道削弱了商业银行流动性创造职能;相对于互联网渠道构筑业态,互联网支付结算业态、互联网资源配置业态、互联网财富管理业态挤压银行存款规模并抬高付息成本的存款竞争效应更为显著;在存款规模竞争方面,国有、较高资产规模和较高资本水平的商业银行被挤压的存款规模更大;在付息成本竞争方面,股份制及城市商业银行、较小资产规模和较低资本水平的商业银行付息成本被抬高得更多;互联网金融通过存款竞争影响商业银行流动性创造的途径分表内和表外途径两种,存款规模竞争和付息成本竞争机制在这两种途径中都显著存在。因此,政府部门应对互联网金融的扩张加以正确的引导和管控,商业银行要积极推进业务转型,并不断优化金融生态链。

纳微尺度溶液体系的精确计算

在纳微尺度上,分子性质、传质过程、化学反应等均与在宏观尺度表现不同.因此,近年来在生命科学、材料科学等领域对于纳微尺度下的液滴和溶液体系的研究蓬勃发展.采用计算模拟手段对相关体系的准确表征有助于揭示其在微观层面的分子机制,并为解开生命的奥秘、促进新材料的研发提供新的见解.本综述回顾了使用模拟方法,包括分子力场、量子化学方法以及结合机器学习等,研究此类体系的最新进展,重点关注纳微尺度下气液界面(包括空气/水、空气/溶液,以及大气/水)的溶液体系.此外,我们还对适用于纳微尺度溶液化学的计算模拟手段未来的发展进行了展望.

我国滨海核电厂温排水及液态流出物排放研究进展

滨海核电厂海域水下地形及水动力条件复杂多变,温排水与液态流出物的输移扩散受潮流及温差异重流影响较大。本文简要介绍了我国滨海核电厂温排水和液态流出物研究方法;分别就理论分析、数学模型计算、物理模型试验、原型观测及后评估等研究手段进行系统评述,阐明各研究手段的研究进展及优缺点,并结合温排水数学模型和物理模型各自特点和工程运行实际,得出在核电厂冷却水研究过程中物理模型和数学模拟应相互结合、互为补充,最终给出在排水口近区海域宜采用物理模型模拟其水力热力特性,远区海域宜采用数值计算的结论。为进一步提高工程安全性及满足生态环境的保护要求,应加强原型观测及工程后评估等工作。

气液两相绕流钝体稳燃器的冷态数值研究

提出并建立了基于可变时间间隔平均方法的多尺度两相湍流模型,通过算例验证,证实了所推导的气液两相多尺度数学模型、所标定的模化参数及描述气液两相作用机理的合理性,及其计算的时间平均阻力系数、脉动升力系数误差、斯特劳哈尔数和回流区大小误差分别为1.45%,0.323%,2.17%,2.33%,计算结果明显优于标准k-ε和重整化群(RNG)k-ε模型.用多尺度湍流模型对气液两相绕流6个不同的钝体稳燃器进行数值计算表明:船形与锥形是综合性能较优的两个钝体稳燃器结构.其中,船形钝体比锥形钝体稳燃器回流区大10.53%,其时间平均阻力系数比锥形稳燃器大4.776%,方均根脉动升力系数比锥形稳燃器小44.73%,通过全方面综合比较,船形是综合性能最优的钝体稳燃器结构.