气体可压缩性对涡街流量计计量性能影响分析

分析了涡街流量计的基本原理;运用可压缩流体的流体力学方程,对涡街流量计的流场速度进行了计算分析,得到了可压缩流体中等熵指数κ对仪表系数影响的计算公式,并采用MATLAB对公式进行了计算分析,发现仪表系数随流体可膨胀性的加剧而呈现增大的的变化趋势,且在速度为50 m/s时偏差达到1.54%;最后,通过实验测试数据及CFD仿真对可压缩流体和不可压缩流体的仪表系数进行了研究,研究结果表明,理论计算得到的系数偏差曲线与实验测试和仿真得到的系数偏差曲线变化趋势一致。

考虑气体的渗流应力耦合模型在黄壁庄水库中的应用

目前建立的多孔介质耦合模型通常认为气体是不可压缩的,无法描述气体的输运过程,无法反映气体对水体入渗和固体变形的影响。为了描述多孔介质中固液气三相的渗流应力耦合过程,基于多孔介质理论和有效应力原理,提出了一种耦合了改进守恒水平集(ICLS)方法并考虑气体可压缩性的固液气三相渗流应力耦合模型。将该方法应用于黄壁庄水库坝前冒泡现象的渗流应力耦合分析中,模拟了水位骤升后,固体变形、水体入渗和气体运移过程,及其耦合效应。计算结果表明,该方法能够简单直观的描述水气两相的运移过程及渗流应力耦合过程,且模拟结果与实际观测结果基本一致。

可压缩气体中带电Newton流体平面液膜的不稳定性分析

液体雾化被广泛应用于工业、农业等领域,雾化过程中液体首先形成液膜,液膜在气液边界层内出现不稳定,导致液膜破碎。因此液膜的不稳定性对液体雾化起着非常重要的作用,有必要对液膜的不稳定性进行研究。采用数值计算的方法对可压缩气体中黏性平面液膜的不稳定性进行了研究,首先对黏性平面液膜和气体的速度分布进行推导,在此基础上采用谱方法对黏性平面液膜的不稳定性进行了研究。研究发现:在正弦和曲张模式下,施加电场会加速平面液膜的破碎;正弦模式比曲张模式更加不稳定,说明正弦模式在平面液膜不稳定中起主导作用;气体Mach数、电Euler数、气体Reynolds数、Weber数和动量通量比的增加会加速液膜的破裂;随着气体边界层与液膜厚度比和液体Reynolds数的增加,扰动波的增长速率降低,液膜变得更加稳定。

粘性可压缩反应气体的爆破

在初始密度有紧支集且其他初值满足适当条件下,通过利用物理量之间特殊的泛函关系并结合各种不等式,证明了粘性可压缩反应气体模型的光滑解将在有限时间内爆破.特别地,得到了初始密度的紧支集大小与解存在时间之间的关系.

液体中可压缩气体射流的瞬态特性

针对水下超声速气体射流实验装置,分别采用高速摄影对水下超声速气体射流的形态及发展过程进行了可视化观察分析,采用VOF方法建立了二维轴对称两相数值计算流模型,对实验工况进行数值模拟,得到详细的水下超声速射流流场结构。两者结合得以研究水下气体超声速射流的形态及发展过程。研究结果表明:超声速水下射流流场明显包含射流区、过渡区和羽流区3个不同特征区域,射流区内气相的胀鼓和回击现象导致了严重的振荡流模式。气液界面不稳定性引起射流局部颈缩,从而引起颈缩上游气相截面的扩张、收缩甚至断流。可观测的小幅度的颈缩导致上游的胀鼓现象;稍大幅度的颈缩导致上游的回击现象;大幅度的颈缩甚至导致射流中断,并在随后重建射流。

可压缩气体定常非Darcy渗流的流动分析及其应用

气体通过多孔介质的非Darcy流动具有广泛的工程应用背景 ,因此对多孔介质中的气体非Darcy流动进行流动分析有着非常重要的意义。然而 ,在通常的研究中 ,一般都将气体考虑为不可压缩流体 ,很少考虑气体的压缩性。对于高压气体以较高的速度通过多孔介质的情况 ,在进行流动分析时 ,不仅要考虑非Darcy效应 ,还必须考虑气体的压缩性。在本文中 ,对可压缩气体通过多孔介质的定常非Darcy流动进行了一维流动分析 ,得出了多孔介质中气体的压力分布和速度分布。还进一步给出了在高压差和高流速情况下 ,测定多孔介质材料渗透率和惯性系数的方法 ,以及多孔介质材料前后压力差与材料厚度的比 ΔpL 和材料前气流速度u1

包气带可压缩气体流动数学模型研究

以多孔介质流体动力学理论为基础，充分考虑了气体密度随压力变化气体的特点，建立了包气带气体运移数值模型。该模型适用范围更广。模型中考虑了填埋场中介质含水量变化对气体运移的影响。通过与先前气体流动数学模型的模拟对比分析了考虑气体完全可压缩和近似可压缩条件下的差别。从而可为填埋场释放气体、土壤油污染气脱去除的环境影响预测和评价及控制系统的设计。

可压缩气体合成喷射流数值模拟

为了更深入地研究合成喷射流性能与激励器结构参数的关系,在考虑气体可压缩性质的条件下,对合成喷射流进行了理论分析,得出了合成喷射流性能与激励器结构参数的函数关系式,并采用动边界条件模拟实际压电膜的振动,对合成喷外部射流场和激励器腔体内部射流场进行了联合数值模拟.计算结果与已有的实验结果及理论分析结果吻合较好,验证了该数值模拟方法的可行性.

三维非定常可压缩理想气体的广义变分原理

广义变分原理是构造杂交有限元和流体力学各种杂交命题（包括反命题）的理论基础．如何从偏微分方程及初边值条件出发，构造广义变分原理，这是一个非常难的课题，历来是许多学者寻求的目标．本文提出了建立广义变分原理的新方法——凑合反推法．应用该法作者建立了三维非定常可压缩理想气流的亚广义变分原理及广义变分原理．本文的结果将给变分有限解法提供严密的理论基础．

关于可压缩气体等断面管路流动的探讨

通过理论分析与计算，探讨了可压缩气体等断面管路流动的规律。

可压缩气体流量检测常见问题及解决方式

可压缩气体流量检测,通常选用标准节流装置作为测量仪器,而其使用过程中,经常出现因设计参数不符、工况条件变化、安装质量不合格等等原因,造成测量失准的现象。本文从节流装置测量原理和常见故障入手,简析影响测量准确性的各项关键要素,并提供相应的解决方式。

液体运载火箭超高压可压缩气体流量控制研究

对液体运载火箭超高压可压缩增压气体流量控制装置流动特性进行了仿真分析和试验研究。根据增压系统流量控制原理,给出了流量系数的理论计算公式。建立了流动特性试验系统,由试验采集的数据算得不同孔径比节流装置的流量系数;用Fluent流体计算软件对节流装置流场进行仿真分析,获得了相同孔径比节流装置的流量系数。仿真计算与试验结果表明:在声速流状态下增压系统的流量控制装置流量系数大于0.9。研究对液体火箭超高压可压缩气体流量精度控制有一定的参考价值。

一维可压缩黏性辐射反应气体方程组强解的整体存在性

研究一维可压缩黏性辐射反应气体方程组强解的整体存在性问题。对于热传导系数为温度的幂函数的情形,得到了关键的密度和温度的上下界估计,证明了一维全空间上柯西问题大初值强解的整体存在性。

高温高压气体管内流动热流固耦合及散热控制研究

燃气取样分析技术是航空发动机燃烧室效率和温度测量最重要的技术手段之一。本文针对高温燃气取样过程中的高温高压气体在取样管内流动换热问题展开研究,分析了取样管内样气Ma数、压力、温度分布和出口温度控制方法。结果表明,样气压力和温度在取样管入口处先骤降后上升,样气Ma数在入口段首先急剧上升然后大幅下降。通过改变出口压比可调节出口样气温度,可实现390~430K的温度调节。

具退化热传导系数的一维可压缩黏性反应气体方程组的柯西问题

研究了一维全空间上可压缩黏性反应气体方程组的柯西问题,对于热传导系数为温度的幂函数情形,证明了大初值强解的整体存在性。特别地,热传导系数为温度的幂函数导致方程发生退化,这使得密度和温度的正的上下界估计更加困难。

粘性平面液膜喷入可压缩气流中的线性稳定性分析

对粘性平面液膜射流喷射进入可压缩气体环境的线性稳定性进行了理论分析。应用纳维–斯托克斯控制方程组,代入运动学和动力学边界条件,推导得到了线性化和量纲一化的色散关系式。编制Fortran语言数值计算程序,运用穆勒方法求得液膜射流表面波增长率随表面波数变化关系的数值解。分析了气液流速比之差、韦伯数、雷诺数、欧拉数、马赫数等量纲一参数对液膜射流碎裂过程的影响。结果表明,上述量纲一参数均是液膜碎裂的促进因素。

完全气体一元变截面不定常带激波流动的一套显式解析解

本文绘出了可压缩完全气体一元变截面不定常带撤波流动的一套代数显式解析解。据作者所知此解是不定常带激波流的第一个显式解析解。此解除在理论上有其重要意义外，还可以用来作为检验各种数值解及研究各种数值解法之用，也有重大实用价值。

大气道压差对气体流量系数的影响

在自行研制的气道稳流试验台上研究了大气道压差对气体流量系数的影响,在实验基础上结合相关的理论知识对其进行分析,为工业化应用提供参考。试验表明,气门升程和气道压差小时,难以形成充分发展的湍流,无量纲流量系数波动较大;充分发展时,可压缩气体的流量系数恒定不变,不可压缩气体的流量系数比真实值偏小,误差大小只与压力比有关,并随着压力比的增大而增大。

闭合在可压气体射流上的空泡数学模型

为了揭示推进器可压缩气体射流穿透空泡的机理,用理论方法研究空泡与可压缩气体射流之间的相互作用,通过分析空泡在气体射流上的特殊闭合方式并结合动量守恒定理,建立空泡与可压缩气体射流相互作用的数学模型。在新模型中,首次以解析表达式的形式给出气体射流总压的上、下阈值范围,并发现该阈值是两个射流面积比的函数。如果喷射压力低于下阈值,则气体射流根本不能穿透空泡;如果射流总压高于上阈值,气体射流则全部穿透空泡;如果射流总压在上下阈值之间,则射流分为两部分,一部分返回空泡内,另一部分则穿透空泡,并从物理上解释了这部分气体射流穿透空泡的机理。新模型还给出了计算穿透空泡的可压气体射流流量的新公式。Paryshev公式是本文新公式在小空化数及不可压缩条件下的一个特例。

高速列车通过隧道时诱发车厢内压力波动的数值分析

在假定列车车体为均匀多孔车体的基础上,根据一维可压缩非定常不等熵流动理论与广义黎曼特征线法,研制了高速列车通过隧道过程中诱发车厢内外空气瞬变压力耦合的计算方法和计算程序。其中,基于热力学第一定律的“充排法”建立了车厢内压力波动的计算方法,并成功地将该方法推广应用于隧道内会车条件下车厢内压力的计算分析中。通过与国外试验数据的验证表明了本文计算方法与程序的正确性,为准确合理地计算高速列车通过隧道时诱发车厢内瞬变压力提供了可靠的分析工具。