空化条件下离心泵泵腔内不稳定流动数值分析

为研究不同空化发展阶段离心泵泵腔内的流动情况及其对叶轮的影响,提出了一种泵腔区域的拓扑块生成和结构化网格划分方法。在充分考虑近壁区网格质量的基础上,采用SST k-ω湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型对设计工况下某离心泵进行了全流场空化数值模拟,并计算了3种有效汽蚀余量下泵腔内的非定常流动情况及其对叶轮的作用力。结果表明:空化造成泵腔内压力脉动的幅值增大,由于前口环的存在,其前泵腔内的压力脉动幅值大于后泵腔;空化的加剧造成泵腔内宽频脉动的增加,以轴频最为明显;空化的加剧不仅影响泵腔内的流态,同时也增大了设计工况下作用于叶轮上的径向力和轴向力。

天然气在管道系统中不稳定流动的分析

天然气在管网中不稳定流动问题可以采用各种数值解法并借助计算机来进行有效的分析，目前最广泛采用的数值法有特征线法、显示法和隐式有隐差分法等。与隐式法相比，特征线法和其它显示法的主要优点在于用它们能对各种边界条件进行显示处理，并只需较小的计算机存贮容量，但其时间步长和管段步长的比值要受到一定稳定条件的限制，这使得时间步长只能取得很小，如果分析过程较长时，就需消耗很长的计算时间。而隐式法的优点在于用它能采用较长的时间步长，并能保证计算结果的精度和稳定性，这就相应地减少了计算次数，但不足在于当分析的管网较大时，由于每一步要求解大型的非线性方程组，因此需要较多的计算机容量和花费较长的计算时间。为了克服这些方法的缺点，文章通过揉合特征线法和隐式法，提出了一种综合法，由此研制出的软件包克服了上述不足，并对四川几条管网系统进行了模拟，其计算结果与测量数据符合。

离心泵内部不稳定流动的PIV测试

以一台比转数为74的离心泵为研究对象,首先通过外特性试验发现当流量约低于18 m3/h后,泵的扬程随流量变化非常小,然后采用PIV技术探索了该扬程曲线下叶轮流道内不稳定流动涡的发生、发展规律。试验结果表明:不稳定流动在0.6QBEP工况开始产生,直到0.4QBEP工况得到发展,最后在0.1QBEP时几乎扩展到整个叶轮流道;叶轮旋转过程中,靠近蜗壳隔舌处的叶轮流道内流动最不稳定,也是最先出现分离涡的流道;随着流量的降低,附着于叶片工作面的分离涡逐渐增多、汇聚,不断发展的漩涡向流道出口移动的同时,也偏向于流道中心。

迦辽金法在管道不稳定流动分析中的应用

针对输油管道系统的组成特点,将系统划分成基本组成单元,建立了油品在单元中不稳定流动方程,并综合考虑它们的边界条件、连接条件和初始条件,通过引入线性化系数,采用迦辽金方法讨论了求解问题。该方法既具有解析解法的特点,又具有数值解法的特点。当所划分的管道单元较大时,可以得到直观的近似解析解;当所划分的管道单元较小时,可以得到更准确的数值解。与常用解析法相比,该方法可适用于各种管道结构,因其可在不同的管道单元和不同时间层上计算线性化系数,从而可以提高求解的准确性。与其它数值解法相比,由于管道单元和时间步长的选取可大可小,各管道单元的大小也可以不一样,这就提高了求解的灵活性。以此为基础,编制了计算机软件,对某输油管道进行了实际模拟分析,获得了满意结果。

动态挤出对聚合物不稳定流动行为的影响

与稳态挤出相比，在振动力场作用下毛细管动态挤出聚合物熔体时，发生不稳定流动的临界流率得到提高。研究结果表明，振动条件下挤出聚合物能有效地改善挤出时的不稳定流动现象，从而提高挤出时产量和质量，为聚合物的成型加工带来巨大的益处。

ALIP电磁泵三维瞬态特性与不稳定流动机理

采用基于有限元法的COMSOL软件,建立ALIP电磁泵三维瞬态磁流耦合模型.通过整体式外定子ALIP电磁泵模型的模拟结果与前人试验数据的对比,验证模型的正确性.在此基础上,建立分离式外定子ALIP电磁泵模型,观察到类开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象的演化过程.周向面(φ-z)上逆向流和涡总是出现在2个定子间空气对应的流道区域,后期在空气对应的涡流区域后方出现类似波浪的流体摆动;子午面(r-z)上不稳定流动最先在外管壁处出现.最后,从力平衡角度分析类开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象的形成机理.研究表明,分离式定子结构使磁场和洛伦兹力在周向和径向上分布不均,进而影响流场分布,最终导致不稳定流动.

毛细管中聚合物熔体不稳定流动的研究进展

概述了聚合物熔体在毛细管挤出中典型的不稳定流动现象和不稳定流动的分类,分别叙述了支化聚乙烯型熔体破裂和线型聚乙烯型鲨鱼皮破裂、粘-滑破裂、波动破裂,以及其它异常流动行为的理论研究进展,并讨论了口模尺寸、温度、添加剂、分子量及分子量分布等因素对不稳定流动的影响。

气体钻井过程中井内不稳定流动与现场试验研究

气体钻井过程中钻进参数的改变将引起井内气体的不稳定流动,这种现象在用气体钻井方式打开产层时尤为明显,这些情况用常规气体钻井稳定流动理论不能准确模拟。通过对井内气体不稳定流动的分析,还可以实现钻井过程中的动态地层评价,因此,井内气体不稳定流动也是欠平衡钻井随钻试井理论的重要组成部分。基于可压缩流体不稳定流动理论,文章建立了气体钻井过程中井内瞬态流动的数学模型并提出了模型的数值解法。针对井内水动力体系的复杂特点,文章讨论了定解条件的确定方法。最后将模型应用于伊朗 TBK-14 井,对开启压风机和增大压风机排量两种情况进行了分析,与现场试验对比表明,数值模拟结果与井内的实际情况一致。

输气管道中的不稳定流动分析

天然气输配系统通常是由不同压力范围的管道组成的高度密集的网络系统。在管道系统的规划和设计过程中，为了保证其安全、经济性，对管道系统进行模拟和分析是十分重要的。针对复杂输气管道系统的特征，采用系统分析的观点，将管道系统划分成一定的子系统，并通过建立子系统中不稳定流动的数学模型和综合相关的连接条件、边界条件和初始条件，提出了整个管道系统的联立模型，然后利用泛函分析理论和算子级数法求解联立模型，得到了问题的广义解。该模型和求解方法已编成计算机程序，已应用于四川输气管道的模拟。通过分析和应用表明，其模型和算法具有计算方便，精度高，省时和适用范围广等优点。

在挤出机口模中聚合物不稳定流动的模拟

对挤出机口模流道中高聚物的流动情况进行了分析。引用高聚物黏弹性流体本构方程,建立了高聚物在挤出机机头口模中流动的数学模型。用MathCAD软件对该模型进行了数值模拟,结果表明:机头压力、材料的松弛时间以及口模流道的几何尺寸对高聚物在机头中应力张量的变化影响较大,适当调整口模流道尺寸会有利于高聚物的稳定挤出。

含气输油管道不稳定流动分析

针对含气输油管道中水力瞬变过程,建立了气泡离散布置模型。在考虑变波速的情况下,采用特征线法进行求解,并编制了计算机程序。对具体含气管道进行了实例计算,结果表明,所提出的模型和算法是切实可行的。

输油管道中不稳定流动分析

输油管道中油品的不稳定流动问题,可以采用各种数值法并借助计算机进行有效分析。目前最广泛采用的数值法有特征线法、显式差分法和隐式有限差分法。分析了各方法的特点:特征线法和显式差分法能对各种边界条件进行处理,但时间步长取值必须很小,计算次数多;隐式有限差分法能采用较长的时间步长,相应减少计算次数,但需求解非常庞大的非线性方程组。因此提出一种将特征线法和隐式差分法揉和在一起分析不稳定流动的混合分析法。在分析过程中根据管道的长度、复杂性、边界条件、精度要求等,交错使用特征线法和隐式差分法进行分析,使时间步长的取值长短适宜,避免求解大型非线性方程组,达到节省计算机存储容量和计算时间的目的。并根据混合法研制出了适合输油管道或管网系统不稳定流动分析的软件包,通过大量实例,验证了它的可行性。

高聚物熔体挤出不稳定流动的研究进展

对近年来国内外关于熔体挤出不稳定流动现象的研究进展进行了介绍。阐述了关于形成鲨鱼皮和压力振荡及其他挤出不稳定流动的相关机理,并总结了抑制挤出不稳定现象所采取的措施。

酸性天然气侵入井筒不稳定流动规律研究

考虑地层渗流与井筒流动耦合、井筒温度压力耦合及酸性流体与水基钻井液间的相互作用,建立酸性天然气侵入井筒不稳定流动计算模型。通过数值计算,得到钻遇相同地层条件下,硫化氢和二氧化碳侵入井筒后的环空压力及物性变化规律。结果表明,在钻遇地层及工作参数相同时,二氧化碳、硫化氢和甲烷分别侵入,在相同的溢流时间,酸性流体对井底压力的改变小,相对于普通天然气,更难于检测。二氧化碳和硫化氢侵入的质量流量较普通天然气大,且溢流时间短,井控难度相应加大。井口回压对不同酸性流体环空密度剖面和侵入量的影响很大,在条件允许的情况下,适当提高井口回压,可以有效降低井底侵入量,同时使酸性天然气密度在近井口处密度变化较小或避免突变。

复杂枝状管网内不稳定流动数学模型的广义解

考虑复杂枝状管网系统內不稳定流动,建立起压力分布的偏微分方程组的初边值问题的数学模型,利用线性算子半群方法得到了问题解存在唯一的结论,并利用算子级数法得到了问題的广义解。

环上分支复杂管网系统内不稳定流动的数学模型的广义解

本文考虑环上分支复杂管网系统内不稳定流动的实际问题,首次建立起偏微分方程组的初边值问题的数学模型,利用线性算子半群的理论得到了问题的解存在唯一的结论,并利用算子级数法得到了问题的广义解。

顺丁橡胶挤出过程中熔体不稳定流动的研究

在高聚物挤出过程中,当挤出速率在一定条件下增大到某一数值时,挤出物表面将出现竹节状或鲨鱼皮状、扭曲等现象,此即为熔体破裂或不稳定流动。它严重影响着高聚物制品的外观质量,并限制了生产速率的进一步提高。所以,深入探讨不稳定流动产生的机理,进而建立判定不稳定流动的临界条件,对指导高聚物压出成型加工过程参数的选择及过程控制,具有实际意义。

天然气在管道内的不稳定流动分析

由解析法分析天然气管道不稳定工况时,通常是引入一线性化系数,将方程线性化,然后再对其求解。但这种方法应用于某些管道往往会带来较大误差。对此,本文根据天然气流动情况,引入一线性化函数,通过求解非线性方程得到了解析解。本文还给出了算例,并与数值法结果进行比较,相对误差小于5％。因此,本文的计算方法可用于工程实际计算。

风暴潮极值状态下珠江河网白坭水道内的不稳定流动

利用1999年洪季和9316号台风风暴潮的实测资料,通过ECOMSED数学模型对珠江河网广州区域进行数值模拟计算.计算结果显示,在99年洪季时,河网内白坭水道流动为通常的往复流动;但在风暴潮极值状态下,由于受极值流速及地形的影响,流动在白坭水道中弯曲扭摆,呈现出流动不稳定现象.

不稳定流动对管道系统的影响与消除措施

介绍流体的不稳定流动状态对管道系统造成的各种不良影响,以及为消除影响应当采取的措施。