流体力与构造应力及其相互关系的探讨

构造应力是地壳构造运动最基本的力源之一,地下流体及流体力在地壳中普遍存在并对构造运动产生重要影响。该稿讨论了地下流体、流体力和构造应力以及它们的概念与作用,分析了流体力和构造应力的异同点:构造应力是各种力源在地壳中产生变形而引起的应力的综合力,流体力是流体存在和活动所产生的各种力的合力,它们的力源主要来自地球内部,内涵相互交叉,大小不同,但均能产生构造变动。

给定转子动力学参数的离心泵内部流体力研究

通过数值模拟和试验,研究了涡动情况下偏心距和涡动频率比对离心泵内外特性的影响。在给定一系列转子动力学参数条件下,采用RNG k-ε湍流模型对包含前后泵腔在内的全流场进行数值模拟,分析了偏心距对离心泵外特性的影响和涡动频率比对离心泵内部流场的影响,研究了离心泵内部流体力的分布情况以及偏心距和涡动频率比对离心泵内部流体力的影响。研究结果表明:随着偏心距的增大,泵高效区范围变窄;流体力的法向分力Fn、切向分力Ft均与涡动频率比ω/Ω近似呈二次函数关系,这种二次函数关系与偏心距大小相关;叶轮受到的流体力主要来源于叶轮内部流体,且叶轮内部流体周向压力分布不均。对于离心泵来说,当ω/Ω>0时,叶轮内的旋涡较少,水力损失较小,对涡动效果有抑制作用;当ω/Ω<0时,叶轮内旋涡较多,水力损失较大,对涡动效果有促进作用。

换热器管束排列角对流体力的影响研究

排列角通过改变换热管束的排布方式来影响流场分布,进而影响流体力的幅频特性。采用大涡模型(LES)对工程中常见排列角管束的流场分布和所受流体力进行了数值计算及相应的试验验证。计算结果表明:管束排列角明显影响漩涡脱落形成和湍流扰动,特别是对错排管束和上游管束的流体力影响尤为复杂。数值计算结果与试验结果吻合较好。研究结果为流体诱导振动分析提供了参考和依据。

考虑气动伺服阀流体力的压力控制系统设计

提出了考虑气动伺服阀流体力的精密压力控制系统设计的新方法.建立了喷嘴挡板式伺服阀内流体力的计算模型和差压控制系统的线性模型.基于该模型,利用数值计算法设计了压力控制系统的PID控制器和干扰观测器.考虑伺服阀后的流体力能够进行压力控制系统的最优设计,并提高了参考输入的追踪性和系统的抗干扰性方面的控制效果.仿真与实验结果验证了该模型的正确性.

离心泵内小间隙环流瞬态流体力计算

基于湍流润滑理论建立小间隙环流数学模型,计算层流假设时层流、过渡流及湍流3种流态下环流内压力分布情况,并与实验结果进行对比.结果显示采用层流模型进行计算时,层流工况下求得结果与实验吻合很好,但当雷诺数增加导致小间隙环流发展至过渡态及湍流状态时,数值计算结果与实验结果相比有较大偏差.利用几种典型湍流模型及过渡流模型对数值结果进行修正,修正后的数值结果与实验结果吻合较好;引用过渡区域摩擦因子对模型进行修正后的计算结果可修正采用层流模型和湍流模型时产生的误差,更接近于实验结果.针对离心泵启动的瞬态过程,求解考虑转子涡动角速度及涡动幅值变化时小间隙环流内压力分布,结果显示,涡动角速度及涡动幅值的变化对环流内正压区及负压区分布均有明显影响.

三维分布源法中面元流体力的积分

三维分布源法广泛应用于各种海洋结构物的波浪载荷计算。其中格林函数及其空间导数沿面元的积分和面元上流体力的计算是十分重要的。本文首先阐述了基于四边形面元几何特性的二重高斯型求积公式。接着讨论了如何应用这一公式计算三维分布源法中面元中心诱导速度和面元流体力积分 ,给出了相应的算例。最后还导出了适合计算任意形状四边形面元上波浪主干扰力的解析表达式 。

流体力学CAI的研制

流体力学是一门难教也难学的课程。流体除了具有刚体所具有的一切形式的运动以外,还有独特的局部运动和微团变形运动,并由此带来一系列力和能量的传递问题,使这门课的内容非常复杂和抽象,所用的研究方法和数学手段也多变而且繁难。计算机的使用促成了这门学科的高速发展。

海洋管线涡激振动流体力数据查询研究

在进行管线涡激振动快速预测程序或软件开发时,流体力查询匹配问题尤为关键。计算流体力数据的获取需要经过试验或CFD计算,过程十分繁琐和耗时,导致流体力数据的分布难以做到规则和全面。为此文中针对流体力杂乱特点,研究了流体力数据查询插值算法和程序,为海洋管线涡激振动预测软件提供基础。论文实现了反距离加权法的邻域插值算法和三角形插值算法,以及补全数据后的规则数据下的双线性插值算法,并通过算例对各种算法进行了评估,为海洋立管涡激振动快速预测软件开发提供基础。

换热器管束排列角对流体力的影响研究

流体力在换热器内部运动时会引发碰撞损伤、泄漏、振动等多种事故,而流体力与排列角直接相关。因此可设计不同类型排列角的管束,通过计算与分析了解影响流体力的关键因素,然后在此基础上制定出安全设计换热器的方案,本文就对此问题进行了详细探讨。

第四届国际实验流体力学会议通知

国际实验流体力学会议（International Conference on Experimental Fluid Mechanics，ICEFM）是庄逢甘院士等人发起、由中国主导创办的一项重要的国际会议。会议从1991年开始每隔3年举办一次，连续举办了3届。第一届会议于1991年6月在中国成都召开，第二届于1994年7月在意大利都灵召开，第三届于1997年6月在莫斯科Korolev 地区举行。非常遗憾的是，由于会议的组织和交接工作出现了问题，原定于2000年在美国举行的第四届会议未能如期举办，致使该项重要会议停办至今。

第四届国际实验流体力学会议(ICEFM2014)在北京航空航天大学圆满闭幕

第四届国际实验流体力学会议（The 4th International Conference on Experimental Fluid Mechanics,ICEFM2014）于2014年8月12日上午9时,在北京航空航天大学会议中心第二报告厅隆重开幕。参加开幕式的嘉宾有中国科学院力学研究所李家春院士、中国空气动力研究与发展中心乐嘉陵院士,以及北京航空航天大学副校长陶智教授、北航航空科学与工程学院院长杨超教授,开幕式由大会秘书长北航流体力学研究所教师高琪主持。

《液压传动》流体力学计算题解题方法剖析

一把钥匙一把锁,打开这把锁若不用与之相配的钥匙,那么难上难或根本就无法打开,这就象我们解计算题,必须不同的题型,用于之相适应的方法才能够迎刃而解。 在《液压传动》这本书,第二章流体力学部分的计算题在整本书的计算题中占相当重的份量,因此,在这章的学习中掌握不同题型的解题方法就显得尤为重要。 本章主要包括三大类题,拿到题以后,首先判断本题属哪种类型,然后,再对号入座,另外,还需注意单位的换算,一般情况下,把题中单位均化为国际单位以后,再进行计算。

关于流体力学的教学体会

关于流体力学的教学体会刘国强（广州市卫生学校５１０１８０）目前，医学物理学在世界上已经发展成为一门独立的边缘科学了，而我们卫生学校，采用的物理学教材，与医学联系很少，面对这种情况，究竟应如何上好医科学生的物理课呢？很值得探讨．医科学校的物理教学，只有...

流体机械转子系统非线性振动机理研究

为解决现有转子的线性振动模型难以精确描述转子非线性振动的问题,建立了基于Muszynska非线性密封力模型的转子-密封-轴承系统的非线性运动模型。运用四阶龙格-库塔法求解了转子系统的非线性运动方程,分别分析了在3000,8500,12000,15000 r/min转速下转子的轴心轨迹图;还求解了转速、转子结构和轴承尺寸等参数下的振动分岔图。基于建立的非线性振动模型,搭建了转子-密封-轴承系统试验台,探究了压强对转子轴心轨迹振动的影响,最终从模拟和试验2个方面探究了转子的振动规律,为进一步的优化提供基础。结果表明,在转子转速由3000 r/min增大到12000 r/min的过程中,轴心轨迹图由无量纲半径为0.4的圆形逐渐变为成倍周期图型;当转速超过15000 r/min时,转子的振动变得没有规律,变成混沌图;从转子不同影响参数下的分岔图发现,转子系统的振幅与转速和密封长度成正比,与密封间隙和轴承润滑长度成反比;在设计转子结构时可以通过增加密封间隙或延长轴承润滑长度的方式降低振幅。在转子系统中,影响最大的因素是转子转速,其次是转子结构。

三角形排列圆柱绕流尾流模式及其流体力特性

该文采用基于嵌入式迭代浸入边界法对等边三角形排列的三圆柱绕流进行了数值模拟研究,其中上游为一个圆柱,下游为并列两圆柱,雷诺数为Re?100,间距比为L*?1.0-6.0。依据流体力特性和旋涡排列的不同,将尾流模式分为6种,分别为单体模式(L*?1.0-1.4)、偏斜模式(L*?1.5-1.9)、FF(Flip-Flopping)模式(L*?2.0-2.5)、反相模式(L*?2.6-2.8和3.5-4.1)、同相模式(L*?2.9-3.4和4.2-4.5)和共同脱涡模式(L*?4.6-6.0)。其中,偏斜模式下,下游两圆柱的间隙流会稳定偏向其中一个圆柱,使得两圆柱的尾流宽度不同,对应的阻力均值也不相等。在上游圆柱剪切层的作用下,FF模式中间隙流偏斜方向切换的时间间隔要明显大于相同雷诺数下并列双圆柱绕流时的情况。为深入研究各尾流模式的特性,分析了不同模式下三圆柱流体力系数的变化情况及其原因。当1.9?L??4.6时,上游圆柱的剪切层进入下游两圆柱的间隙,使得下游两圆柱出现相互吸引。当4.8?L??5.5时,下游两圆柱与上游圆柱脱落旋涡的作用不一致,使得下游两圆柱的流体力系数不相等。

非稳态流体力作用下两相流管束流弹失稳研究

流弹失稳会引起传热管振幅过大而发生磨损破坏,是两相流作用下蒸汽发生器管束流致振动的重要机理。为了较为准确地预测两相流作用下圆柱管的失稳临界流速,对试验测量的两相流非稳态流体力进行参数拟合,建立了气-水两相流作用下单管的动力学模型。通过无量纲化,运用Galerkin方法对方程变量进行离散后,联立求解方程得到了不同空泡份额的临界流速。数值结果表明,数值解与试验测得失稳临界流速较为吻合,验证了该模型可用于两相流传热管临界流速的预测。

离心泵变工况流场及叶轮流体激振力研究

目前采用势流理论计算离心泵叶轮的流体激振问题的结果不佳,对离心泵三维流场进行了定常和非定常计算,分析了不同工况下离心泵蜗壳内的压力分布情况,研究了不同工况下的离心泵叶轮上的稳态和瞬态作用力的变化规律.计算结果表明,稳态作用力在不同工况下的计算值能较好符合实验数据,离心泵偏离设计工况时稳态作用力会显著增加;瞬态作用力与叶轮和隔舌的干涉流动有很大关系,不同工况下瞬态作用力呈周期变化,其变化频率与叶片通过频率基本一致,随流量增大其幅值也显著增大.对稳态和瞬态作用力进行深入研究可以为离心泵叶轮流固耦合振动分析打下基础,有利于离心泵叶轮转子系统的减振降噪.

流体静压力及雌激素共同作用对骨髓间充质干细胞成骨及成软骨分化的影响

目的观察流体静压力联合雌激素对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖、细胞骨架及成骨、成软骨向分化的影响,检测这两种刺激共同作用是否具有生物叠加效应。方法采用全骨髓贴壁分离法分离培养BMSCs,流式细胞仪进行BMSCs表面标志物分子鉴定。细胞分为对照组(C组)、1 nmol/L17β-雌二醇作用组(E组)、1 nmol/L雌激素受体拮抗剂TAM作用组(T组)、90 kPa压力加载1 h组(P组)、17β-雌二醇预处理12 h后再加压1 h组(P+E组)以及TAM预处理12 h后再加压1 h组(P+T组)。流式细胞仪检测各组细胞的细胞周期变化;FITC-鬼笔环肽染色后激光共聚焦显微镜下观察F-actin细胞骨架表达与重组情况;各组细胞经成骨诱导7 d和14 d后茜素红染色观察钙结节形成量、Real-time PCR检测成骨细胞标志基因Col I、ON、OPN及BSP的mRNA表达;成软骨诱导14 d和28 d后甲苯胺蓝染色检测蛋白多糖表达、Real-time PCR检测成软骨细胞标志基因Sox9、Aggrecan及ColⅡ的mRNA表达。采用SPSS 16.0对数据进行单因素方差分析,后续Dunnett t检验进行各时间点上实验组与空白对照组数据之间及各实验组之间的组间比较。结果流体静压力(90 kPa,1 h)及1 nmol/L 17β-雌二醇作用下细胞增殖能力以及细胞骨架的活性均增强,但并不具有生物整合效应。成骨诱导14 d后,钙结节形成。Real-time PCR结果显示,17β-雌二醇作用组中成骨标志基因Col I、ON、OPN及BSP的表达水平显著增加。两种刺激在成骨诱导分化7 d时均可提高标志基因的表达,具有生物协同效应,但成骨诱导14 d时两者则表现出相互拮抗的作用。成软骨诱导28 d后,甲苯胺蓝染色阳性。成软骨诱导过程中,单纯压力刺激组成软骨标志基因Sox9、Aggrecan及ColⅡ的表达显著升高,雌激素预调则削弱压力对间充质干细胞的促成软骨分化作用。结论流体静压力及雌激素仅在骨髓间充质干细胞成骨分化早期表现生物整合效应,而在增殖、细胞骨架活性方面则无此效应。在成骨分化晚期及成软骨分化中两种刺激因素表现出拮抗作用,雌激素可促成骨分化,而压力则表现为促成软骨分化的作用。

分布式流体脉动压力激励下泵喷推进器的结构辐射噪声分析

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅转子表面分布式激励、每个叶片0.7 R处等效三向激励和桨毂处等效三向激励作用下的结构辐射噪声。结果表明:径向基函数插值能够精确地将流体载荷映射到结构网格上;与泵喷全部表面分布式激励下的推进器表面均方振速和辐射声功率、传递至桨毂的传递力相比,转子表面分布式激励的贡献远大于导管和定子表面脉动压力的贡献;每个叶片0.7 R处等效三向激励作用下的响应在量级上有差别;转子桨毂处等效三向激励作用下的响应在特征和量级上均相差较大。