流动槽中内皮细胞表面切应力分布的数值模拟

对流动槽中经过不同入口流速冲刷稳定后的ＥＣ（内皮细胞）表面的切应力分布进行数值模拟，视单个ＥＣ为一条二次曲线，多个ＥＣ的连续分布为此二次曲线的周期拓延，随流速的增加．ＥＣ有沿动流动方向的伸长及细胞质沿流动方向的前移．结果表明：切应力随ＥＣ的形状呈现相同周期性分布的特点，随着单个ＥＣ的Ｒ（高／长）值的增加，切应力呈现上升的趋势；对相同的Ｒ值，迎来流面的切应力值大于背来流面的值．这一研究结果对于了解ＥＣ发生的物理、生理、、生化及基因重组等复杂反应从一个方面提供了有价值的知识．

衍生T形槽干气密封稳态性能研究

目的 设计具备双向旋转特点的动压型干气密封端面结构,并展现良好的开启性能,以T形槽为优化对象,衍生出一种新型槽型结构。方法 借助有限元软件,计算并对比经典T形槽与衍生槽型在流场特性和稳态性能方面的差异,探讨不同参数对2种槽型干气密封稳态性能的影响规律,揭示衍生槽型的密封机理。结果 衍生槽型的开启力高于经典T形槽,泄漏率也会增加。随着工况参数的升高,2种槽型的稳态性能参数近似线性增加,且差异逐渐增大,最小差异达到6.6%。随着槽深的增加,泄漏率方面的差距在逐渐减小,为扩大衍生槽型的控漏效果,槽深应>5μm。开设有引流槽型结构的衍生槽型稳态性能顺序为发散型>直口型>收敛型,但在文中的工况下,数值差别较小,最大仅为1.2%。结论 相比于经典T形槽,衍生槽型具有更强的动压效应,开启性能明显提升。另外,通过开设不同形式的引流槽可以改变气膜的流动特性和干气密封性能。

可压缩槽道流动的大涡模拟研究

可压缩湍流边界层是高速飞行器研究面临的基础科学问题,对其流动机理的认识对于高速飞行器气动力热设计具有重要意义。采用大涡模拟方法对可压缩槽道流动进行了数值模拟研究,并基于Favré过滤建立了适用于可压缩流动的大涡模拟方法,将混合亚格子模型延拓到了动态形式,形成了适用于可压缩流动的动态混合模型。通过分析亚格子模型、网格疏密和计算格式对数值模拟结果的影响,结果表明所建立的大涡模拟方法在较少网格数下能够获得可靠的计算结果。数值模拟还获得了可压缩槽道流动时间转捩的过程,捕捉到了大尺度旋涡结构和近壁速度条带结构的演化过程。

流动槽滴入法电结晶制备铜钴纳米多层膜

在硼酸镀液体系中采用流动槽滴入法电结晶制得Cu/Co纳米多层膜,通过循环伏安法确定Cu、Co电结晶电位,分别为-0.55V和-1.05V(vs.SCE),通过X射线衍射技术(XRD)和X射线荧光光谱法(XRF)对Cu/Co纳米多层膜的结构、成份进行了分析。并用物性测量系统PPMS测试了Cu/Co多层膜的磁性能,结果表明:电结晶制备的Cu/Co多层膜的矫顽力比较小,仅为34 Oe,适合作巨磁阻磁头材料,其磁电阻随磁场强度的增大而减小,且约在3000 Oe时磁电阻趋于饱和,此时的巨磁阻效应GMR值达到了14%.

T型槽干气密封内微流动特性的数值计算

在N-S方程的基础上,考虑微尺度效应对干气密封内部流动的影响,推导出T型槽内气体稳态流场的非线性运动方程.应用有限差分思想,将非线性偏微分方程通过迭代增量线性化方法转化为线性代数方程组,通过迭代进行数值求解,获得T型槽内气体的速度分布和压力分布,近似求得不同气膜厚度时T型槽内气体泄露量和开启力分布.计算结果和其他文献中的实验结果基本符合,证明该理论分析方法在干气密封系统优化设计的可行性.

二维槽道流动聚合物减阻的数值模拟参数研究

应用 DNS 直接数值模拟对二维槽道流动聚合物减阻进行了参数研究。计算结果表明：Reynolds 数对减阻的影响是间接的，直接的控制参数是黏度比β和 Weisenberg 数。在感兴趣的范围0.9-1.0，黏度比β对于减阻的作用是线性的，而 Weisenberg 数对流动的影响比较复杂。这里存在着onset 现象和最大减阻现象，因此 Weisenberg 数是更为主要的控制参数。

光滑及粗糙明槽湍流流动大涡模拟

采用大涡模拟 (L arge Eddy Simulation)方法和 Smagorinsky亚格子模型数值计算了光滑及粗糙明槽湍流运动。以槽高为参考长度的雷诺数分别为 30 0 0 ,2 2 80 0和 10 5,数值离散方法为有限体积法 ,自由面的处理使用了简单了刚盖假定 ,固壁面采用了壁函数。与低雷诺数直接模拟 (Direct Simulation)和物理实验结果相比 ,本文数模呈现了良好的预测效果 ,估计的湍流宏尺度 (Macroscale of Turbulence)证实了固壁附近台劳假设的局限性。

光滑和粗糙明槽湍流流动结构分析

采用大涡模拟（Ｌａｒｇｅ Ｅｄｄｙ Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ）方法和Ｓｍ ａｇｏｒｉｎｓｋｙ 及Ｄｙｎａｍ ｉｃ 亚格子（ＳＧＳ）模型数值计算了光滑及粗糙明槽湍流运动． 以槽高为参考长度和来流平均流速为参考速度的雷诺数分别为３ ０００、２２ ８００和１０５，数值离散方法为有限体积法，自由面处理使用了简单的刚盖假定，固壁面采用了壁函数． 与低雷诺数直接模拟（Ｄｉｒｅｃｔ Ｎｕｍ ｅｒｉｃａｌＳｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ）和物理实验结果相比，本文数模呈现了良好的预测结果，也揭示了自由面附近不同于固壁的湍流结构．

嵌入式RANS/LES混合方法在槽道流动数值模拟中的应用

与传统整体式RANS/LES混合方法相比,嵌入式RANS/LES混合方法不再依靠改进后的湍流模型本身或网格疏密自动划分流场中的RANS区域和LES区域,而是通过对流动现象的预估,人为将LES区域嵌入到RANS区域,从而使RANS区过渡到LES区的交界面尽可能与流向垂直,方便合理附加额外的湍流脉动信息。这样做不但确保了LES在某些复杂流动区域彻底支配地位,更重要的是能够避免RANS区对LES区解析湍流发展的污染和抑制。将槽道流场划分为上游RANS区和下游LES区,在经典的SST-DES模型基础上,采用合成涡方法生成交界面的湍流信息,取得了良好的模拟结果。

利用考虑壁面粗糙度的双流体颗粒-壁面碰撞模型模拟气-粒两相水平槽道流动

建立了考虑壁面粗糙度的双流体颗粒-壁面碰撞模型．该模型包括壁面摩擦、恢复、特别是壁面粗糙度等影响碰撞的因素,因此体现了壁面上各方向Reynolds应力之间的相互转化、湍流动能从平均运动中得到能量以及壁面对运动的衰减作用,给出了壁面粗糙度对颗粒湍流的影响．将本模型应用于气-粒两相水平槽道流动并用PDPA测量结果验证,结果表明,当前常用于颗粒相的零梯度边界条件和其他碰撞模型可能给出错误的结果,本模型则给出比较符合实际的结果．

流体在带有狭槽管道中的流动

本文研究了流体流过带有狭槽的管道的流动问题,得到了流场中的速度分布规律。

采用DSMC方法对微槽流动统一滑移模型的讨论

基于扰动分析理论，在等温假设条件下，由二维Navier-Stokes方程和统一滑移模型推导得到压力分布、速度分布和质量流率理论表达式。以氩气为介质，采用直接模拟Monte Carlo（DSMC）方法计算了出口克努森数（Kn。数）处于0．052～0．254的多个二维微槽流动，并将不同滑移模型的扰动分析解与DSMC结果进行了对比分析。结果表明，在模拟计算范围内，它们的压力分布基本一致；速度分布和质量流率均有一定差异，但在微槽道中心线附近流动高速部分仍十分接近。对于流动高速部分。当Kn。数为0．052时，一阶滑移模型更接近于DSMC；当Kn。数为0．073，0．101，0．15时，二阶模型更接近于DSMC；当Kn。数为0．197，0．254时，所有滑移模型的速度和质量流率均小于DSMC。相比较，二阶滑移边界模型Cercignani与DSMC结果有更好的一致性。

直槽流动失稳过程数值模拟的可视化

本文利用计算机可视化的方法对直槽流动的数值模拟结果进行了处理,得到了若干组显示涡量场和涡管运动变化的计算机动画,通过对这些直观的动画进行分析,发现了直槽流动失稳的一些现象,对于流动稳定性的研究具有一定的参考价值。 本文所使用的可视化软件由作者自行开发,整个软件系统具有较好的通用性和扩展性,比较适合于对各种流动现象(例如涡线或流线的运动)进行二维或三维的动、静态可视化。

超声速槽道流动中的湍动能负产生率研究

局部湍流的逆向传递会导致湍动能输运方程中的湍动能产生率项符号的改变,由一般正值变为负值。研究湍动能负产生率的变化可以实现调节通道内的气流品质,有利于进行流动控制。对二维超声速槽道流动进行数值模拟,研究超声速流场中湍动能负产生率的变化规律。结果表明:湍动能负产生率是由流场应变率张量的拉伸特性主导;激波处湍动能产生率恒正且取得极大值;增大入口马赫数会使湍动能负产生率效应减弱。

用流动电池槽导电性测定法测量浓密机中固体含量

本文介绍并讨论了用流动导电电池糟测量矿物-水悬浮液中固体含量的应用。利用实验室和工业浓密机的固体含量测定值进行了合理性验证。代表性的偏差小于1%。结果表明这一探测器有潜力来确定浓密机中固体含量。这个探测器可在能操作且既不需其它额外测量设备又不需假设有关相的性质。

单相液体微槽散热研究进展

对单相液体微槽散热技术研究的三个主要方面:流体流动和传热特性研究、影响因素研究、系统匹配与优化研究进行了回顾与综述。这三方面密切相关,反映了单相液体微槽散热技术的理论和应用水平。阐述了微槽散热技术未来的发展方向。

摆动河槽水动力稳定性特征分析

河流形态与水动力结构息息相关,形态约束水动力结构,水动力结构则通过泥沙运动进一步塑造形态,在自然界河流中形成一对辩证互馈关系.天然河流形态形式多样,大致可以分为顺直、微弯、分叉和散乱游荡几种类型,其中微弯及多个弯曲构成的河型为河流动力演化中最重要的一环.多个弯曲构成的河型可用正弦派生曲线来描述,它也是天然河流主槽与水动力结构复杂相互作用的结果.作为探讨这一过程的力学作用机理,构建摆动槽道并研究槽道摆动与其内部流动结构的互馈关系,既是流体力学研究的热点内容,也是目前河流动力过程研究的基础内容.在此重点讨论这一互馈关系前一部分,即水流对摆动边界的响应.文中建立了随体坐标系下摆动河槽与内部水流动力响应理论模型,通过给定摆动弯曲槽道的不同特征参数,研究讨论了正弦派生型摆动边界下的槽道水流动力稳定性特征,明确了弯曲槽道摆动对其内部主流及扰动水流结构的影响,确定弯曲槽道摆动波数、摆动频率对扰动流发展影响的相应参数定量关系,得到了槽道弯曲度和摆动特征对其内部水流不同尺度扰动影响的阈值选择性范围.

气体运动论数值算法在微槽道流中的应用研究

简要介绍基于Boltzmann模型方程的气体运动论数值算法基本思想及其对二维微槽道流动问题数值计算的推广,并阐述适用于微尺度流动问题的气体运动论边界条件数值处理方法。通过对压力驱动的二维微槽道流动问题进行数值模拟,将不同Knudsen数下的微槽道流计算结果分别与有关DSMC模拟值和经滑移流理论修正的N-S方程解进行比较分析,表明基于Boltzmann模型方程的气体运动论数值算法对微槽道气体流动问题具有很好的模拟能力。

MEMS稀薄气体内部流动模拟中的信息保存(IP)法

首先综述了处理低速稀薄气体流动的一些方法：线化Boltzmann方程方法、Lattice Boltzmann方法(LBM)、加滑移边界的Navier-Stokes方程、以及DSMC方法,并讨论它们在模拟MEMS中过渡领域低速流动特别是内部流动所遇到的困难,其中表明了LBM现有方案不适合模拟过渡领域中的MEMS流动问题。信息保存(IP)法通过保存一个模拟分子所代表的大量分子的平均信息,克服了流速低使得信息噪声比小而引起统计模拟的困难。本文给出了方法的一些理论证实。MEMS中内部流动的特点,即流速低和大的长宽比的特点,引起椭圆性问题,即出入口边界条件相互影响需要协调的问题。通过对(长约几千微米的)微槽道流动应用IP方法的算例,演示了采用守恒形式的质最守恒方程和超松弛法可成功地解决这一问题。借助同样的方法,用IP方法求解了真实长度(1000μm)硬盘驱动器读写头在过渡领域的薄膜支撑问题,压力分布与具有严格气体动理论基础的概括化Reynolds方程完全相符,而在此之前,DSMC方法只对短的读写头(5μm)与Reynolds方程做了校验．作者建议将原来用于求解读写头润滑问题的Reynolds方程退化来求解过渡领域中的微槽道流动问题,从而提供了一个有严格气体动理论品性的检验方法来验证求解MEMS内部流动的各种方法。