求细气柱对垂直静止平板吹力的两种方法及与风力比较

给出求细气柱对垂直静止平板吹力的两种方法,即动量定理法与动能定理法,并指出后一种解法中的参考系切换与伽利略速度变换的思想,同时也指出这两种解法的物理前提便是细气柱为流速不太大的理想流体.作为对比,又分析给出风对圆形垂直静止平板吹力的表达式,并将其与细气柱对垂直静止平板的吹力进行对比,指出其中显著差异的原因在于物理机制上的不同——风在与平板相互作用时存在绕流现象,并且已不是理想流体,其内部在绕流后存在着明显的湍流迹象.

基于ANSYS的管道气柱共振研究

气体介质以较高流速在管道内流动,经过三通等部件时会在几何突变处产生周期性旋涡。当脱落的旋涡频率与管道三通的气柱固有频率接近时便会产生气柱共振,导致管道振动,产生较大的噪音,本文运用ANSYS模态声学模块分析三通在不同尺寸下的气柱固有频率及其影响因素,为降低管道气柱共振引起的管道振动提供设计依据、分析方法和解决途径。

激波诱导环形SF_(6)气柱演化的机理

基于可压缩多组分Navier-Stokes控制方程,结合5阶加权本质无振荡格式以及网格自适应加密技术和level-set方法,数值模拟了平面激波(Ma=1.23)与环形SF_(6)气柱(内外半径分别为8和17.5 mm)界面的相互作用过程。相比于之前的实验结果,数值模拟结果揭示了入射激波在界面内4次透射过程中的复杂波系结构,观察到透射激波在内部界面传播时形成自由前导折射结构并向自由前导冯诺依曼折射结构转换的波系演变过程;另外,界面内的复杂激波结构诱导内部下游界面上的涡量发生了3次反向;在界面演化后期,内部界面形成的“射流”结构与下游界面相互作用,诱导界面形成一对主涡、一对次级涡以及一个反向“射流”结构。定量分析了环形界面长度、宽度、位移、环量以及混合率的变化情况,结果表明,内部气柱的存在减弱了前期小涡结构合并形成大涡结构过程中对界面高度与长度的影响,同时提高了重质气体与环境气体的混合率。

转炉底吹流量对气柱长度影响的数值模拟

采用欧拉双流体模型和群体平衡模型(PBM),考虑气泡的破碎与聚并,建立了转炉底吹的三维空气-水的数学模型。对文献中的水模试验进行模拟,对比试验值与计算值,结果表明此模型能较好地预测转炉内的流场分布。进一步耦合Multi-fluid VOF模型,使其对两相区、相界面结构和气柱长度的计算更加精确。对典型入口流量下气液两相流动及喷嘴处气柱形态进行模拟研究,结果表明随底吹气体流量增大,气柱长度增大,且增大幅度逐渐减缓。底吹流量为20、60、100、150、200 L/min时,气含率大于50%的气柱长度分别为35.99、52.75、65.27、75.16、81.07 mm。最终对工业转炉吹气搅拌过程进行模拟计算,证明此模型计算工业转炉气液运动和气柱长度的可行性。

气柱袋防护性能研究及应用

本文从实际角度出发,详细阐述了气柱袋作为保护板在冰箱中的应用,分析了尼龙含量、膜材厚度、气柱直径对气柱袋缓冲包装性能的影响。结果表明:当尼龙含量10%、膜材厚度80μm、气柱直径30mm时,所得气柱袋缓冲性能最佳,符合现场使用要求。同时,客观指出无需开模、复原性好、仓储简单、绿色环保是气柱袋的优点,而缺点是尖锐物体易刺破、环境温度影响大。但放眼未来,因法规和环保理念的革新,气柱包装的应用前景一定越来越广阔。

用单站探空资料分析对流层气柱水汽总量

使用北京地区１９９６、１９９７年７月中至８月上旬常规探空（标准层和特性层）资料，计算了各层气柱的水汽混合比，绘制了水汽垂直分布廓线，并据水汽廓线分布把大气分为四种类型；通过对各层水汽混合比积分，算出该时段每日０８、２０时的北京单站对流层气柱累积水汽量，研究气柱水汽总量与降水的关系，为预报降水量级、降水范围提供依据。这一分析结果可与辐射仪遥感水汽技术得到的结果进行比较，并为应用其它新的探测技术（如ＧＰＳ）提供一些有价值的参考数据。

反射激波冲击重气柱的RM不稳定性数值研究

数值研究了二维气柱在入射激波以及反射激波作用下的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性发展规律,采用有限体积法结合网格自适应技术的VAS2D程序,精确刻画激波和界面的演化.入射平面激波的马赫数为1.2,气柱界面内气体为六氟化硫(SF6),环境气体为空气,激波管的尾端为固壁.通过改变气柱与尾端之间的距离调节反射激波再次作用已经变形的气柱的时间,获得不同时刻下已经变形的气柱形态、界面尺寸以及环量演化受到反射激波的影响.结果表明,反射激波再次作用气柱时,气柱所处发展阶段不同,界面演化规律以及环量随时间的变化也不相同,反射激波与气柱相互作用过程中的涡量产生和分布与无反射情况差异较大,揭示了不同情况下界面演化的物理机理.

硒鼓缓冲气柱包装冲击响应与变形行为的图像测量分析

硒鼓是高精密感光成像装置,在运输过程中易由于不慎跌落而造成破损。因此对硒鼓的缓冲包装性能进行评价具有重要的应用价值。通过对硒鼓缓冲气柱包装件进行冲击试验,研究硒鼓的冲击响应和缓冲气柱包装的缓冲特性。文中采用高速图像测量技术和数字图像处理方法,测量HP Q2612A硒鼓在五种冲击强度条件下的动力学响应,同时测量与分析缓冲气柱衬垫全场变形行为和特征。通过这些测试分析将有助于确定包装的缓冲效果,为改进缓冲包装设计提供了重要的依据。

气柱共振和涡轮增压器喘振噪声分析

针对使用废气涡轮增压器带来的振动和噪声的问题,在增压器进气口和中间体上进行噪声与振动测试,在增压器前、后的气体管道上进行压力脉动测试.测试发现,在发动机转速2 000 r/min,85%负荷时,出现强烈的气体共振和增压器喘振.对发生喘振的原因进行流体力学计算分析,结果表明共振产生在气体进入压气机叶轮之前的管道内.推测增压器发生喘振的根源为气体流动呈现轴对称旋转流状态,增压器管道内气体无法继续向前流动,导致气体回流,增压器失速.根据四分之一波长理论,在增压器压前管道上增加一个支管.测试验证表明,改进后气体共振和增压器喘振噪声均消失,增压器运转平稳,改进效果明显.

基于声电类比法的管系气柱固有频率的计算

基于平面波动理论与电学系统方程的等价,建立管道气柱单元声学等效电路。采用MATLAB/SIMULINKL软件,通过谐振法对气柱系统进行电路仿真,得到其各阶固有频率,并与传递矩阵法计算结果相比较,误差很小,说明采用声电类比法计算气柱固有频率是有效的。

特定段塞气柱的弹性伸缩与油管刺漏的关系

生产过程中，一些抽油井的油管中会形成一个或两个特定的段塞气柱。在活塞上、下冲程中，段塞气往于特定的位置上交替出现，且在油管内液柱的作用下弹性伸缩，产生旋流、空蚀。热效应及呼吸等作用。最终造成油管丝和（公扣、母扣）之间刺槽、本体刮擦等，导致腐蚀加剧油管变薄刺漏而躺井。建议通过减少冲次、泵升级、提高丝扣的压紧系数、增加丝扣数量等方法解决该难题。

可控肥皂膜气柱界面与激波相互作用的实验研究（英文）

基于肥皂膜技术提出了一种生成气柱界面的简单方法。形成的界面不需要支撑网格,因此初始条件可以很好地控制。在水平激波管中结合高速纹影开展了平面激波与二维或三维气柱界面作用的实验。纹影照片显示实验结果杂波更少,演变中的界面也比文献的结果更对称。此外,还特别研究了由极小曲面特征导致的三维效应,发现三维效应使界面的演变和发展变慢了。本研究将有助于更多了解三维性对Richtmyer-Meshkov不稳定性发展的影响。

振荡管内气柱谐振的研究

首次提出振荡管气柱谐振概念。对气柱谐振机理、条件、有关因素对谐振激励频率的影响及谐振状态下管内振荡流特性进行了探讨。结果表明：气柱谐振与管内激波运动有关；谐振状态下管内出现最强的压力波并产生最强的冷效应和热效应。

静气柱压力计算方法的应用(上)

在勘探开发中有许多实用问题的计算需要以纯天然气井静气柱压力计算方法为基础,着重介绍纯天然气井静气柱计算方法用于气井井口最高稳定关井压力预测、采气井口装置的选择、油层套管适用性校核、气侵后封闭压力的计算等内容。

静气柱压力计算方法的应用(下)

在勘探开发中有许多实用问题的计算需要以纯天然气井静气柱压力计算方法为基础,上文已介绍纯天然气井静气柱计算方法用于气井井口最高稳定关井压力预测、采气井口装置的选择、油层套管适用性校核、气侵后封闭压力的计算,现介绍用井底组成计算井口组成、混和气体气柱压力计算公式的简化、井筒中气液压力分布特征、井筒中井底井口饱和含水汽量相关计算等。

复杂管系气柱固有频率的有限元法计算

采用有限元分析方法 ,对简单管道气柱的固有频率进行求解 ,其结果与用传递矩阵法求得的结果是一致的。对实验室复杂管系气柱的固有频率进行计算 。

摩托车液压前叉减震器气柱力的计算研究

通过对摩托车液压前叉减震器的结构和工作原理的分析,建立了前叉管上部密闭空间气体热力学的模型,详细介绍了基于综合反力的气柱力计算方法,给出了减震器结构参数、空气柱体积、气柱力与注油量之间的关系,并与实验测得的曲线进行了对比。结果表明：摩托车液压前叉减震器气柱力与空气柱体积之间的关系基本遵循理想气体多变过程的变化规律,且多变指数n=1-1.05,在实际计算中可以将气柱力的变化过程看作等温过程（即n=1）。

气柱共振导致的核电站蒸汽管道振动分析与机理研究

针对某核电站机组4#汽动辅助给水泵蒸汽管道在大修后验收试验期间发生的振动超标问题,通过对蒸汽管道振动现象及测试数据分析,推测管道振动机理为主汽门活塞卡滞引发汽锤,汽锤激发管道气柱共振,并使得阀杆产生相应频率即69 Hz的振动。由于阀杆控制系统频响特性,69 Hz与阀杆控制系统耦合,导致管道振动烈度严重超标,达到76 mm/s。基于上述推测,通过推导平面波动方程,开展气柱固有频率计算方法研究,其次运用有限元软件仿真计算管道气柱固有频率;搭建调阀控制系统及执行机构实物模型,对阀杆控制系统频响特性展开分析。研究结果表明:蒸汽管道存在与管道振动频率69 Hz一致的气柱固有频率,且阀杆控制系统可对69 Hz产生正反馈,印证了故障推理的正确性。

垂直气柱中大气微量成分总含量的反演

提出了一种利用地面中等光谱分辨率的太阳红外光谱反演整层大气中某几种微量成分总含量的方法，用逐线积分（ Ｌ Ｂ Ｌ） 法计算整层大气分子吸收，采用差分吸收法测量太阳红外光谱得到实际大气中微量成分的吸收，用最大似然法反演出微量成分的总量。详细分析了这种方法的可行性和反演精度，数值模拟分析和实际测量表明该方法有较高的精度，已把该方法用于监测实际大气中甲烷和水汽总含量的变化。

沙尘暴垂直输运的两相流理论Ⅱ:气柱挟卷模式

为了改进气块法对沙尘沉降问题的研究,文中利用气柱法,考虑沙尘气体与环境的交换作用以及气柱内湍流交换作用。计算结果表明,均匀场中有利于沉降的条件为较大的初始沙尘浓度扰动与较小的初始温度扰动,而且温度扩散系数越大越有利于沙尘沉降,沙尘浓度扩散系数越大越不利于沙尘沉降,湍流过程在均匀场中对沙尘沉降影响不大。考虑到更真实的环境场,得出在环境的垂直沙尘浓度梯度与温度梯度的参数域中,初始沙尘扰动越大越有利于沙尘沉降,初始温度扰动越大,越不利于沙尘沉降。同时给出4种不利于沙尘沉降的过程:(1)上升浓度变化过程;(2)下沉浓度变化过程;(3)上升温度变化过程;(4)下沉温度变化过程。根据这些过程分析参数对沙尘沉降的影响得到:温度扩散系数越大越有利沙尘沉降;沙尘浓度扩散系数越大不利于沙尘沉降;垂直温度湍流交换系数越大有利于缓降区甚至是非沉降区的上升;垂直沙尘浓度湍流交换系数越大越有利于沙尘沉降。