受限水在纳米级多孔介质页岩中的非稳态流动特征

为了探究水在纳米管中的非稳态流动特征和水在纳米级别多孔介质页岩中的非稳态渗流特征,将非稳态理论与纳米尺度孔隙中水传输的机理相结合,提出了纳米管中水的非稳态流量增强模型和混合润湿多孔介质中水的非稳态表观液体渗透率(ALP)模型,分析了管径和润湿性对单纳米管中水的流动及流动达到稳定时间的影响,孔径非均质分布对纳米多孔介质的ALP以及渗流达到稳定时间的影响。结果表明,单纳米管中水流达到稳定状态所需时间与润湿性有很大的关系;亲水条件下,水流达到稳定时间较短,接触角对稳定时间的影响很小;但在疏水条件下,水流达到稳定时间成倍增长,接触角对稳定时间的影响显著增大。另外,多孔介质平均孔径对ALP稳定时间的影响相对于偏差系数更为敏感。在非稳态阶段,润湿性、孔径非均质分布对ALP的影响不显著,当水流逐渐稳定,上述参数对ALP的影响逐渐显著。非稳态ALP模型可以同时描述水流非稳态和稳态两个阶段的流动特征,是对稳态ALP的一种重要补充。

考虑井筒流动的垂直裂缝井稳态产能计算模型

由保角变换原理，将带垂直裂缝的油井渗流问题，转化为易于求解的单向渗流问题，然后由达西定律、质量守恒定律和压力耦合原理，通过微元体流动分析，导出了油藏－裂缝系统内压力所满足的二阶微分方程，进而导出无限导流和有限导流垂直裂缝井的产能计算公式。在此基础上，又建立了考虑垂向井街流动的计算模型。这是油藏－裂缝系统中的渗流和井筒中变质量管流的耦合模型，因而会更符合实际情况。最后，用矿场实例进行了验证，表明计算结果可靠，且方法简单、快捷，便于工程应用。

进气管内三维稳态流动特性的数值分析

对多缸发动机进气管内稳态流场进行了三维数值模拟 ,分析了各缸分别进气时进气管内的流动特性 。

分离涡方法模拟浓淡气固射流两相非稳态流动特性研究

利用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)这一新型湍流模拟技术对撞击式浓淡燃烧器内部和出口射流的气固两相流动结构进行了模拟,获得了浓淡燃烧器出口射流的旋涡拟序结构,模拟了射流出口旋涡生成、发展和脱落的规律。对于颗粒场,应用了Lagrangian方法跟踪颗粒运动,获得了浓淡燃烧器出口射流中不同Stokes数颗粒在射流流场旋涡拟序结构作用下的运动扩散规律。结果表明,射流外边界处的大涡是引起浓淡侧小颗粒相互混合的主要因素,而煤粉气流中Stokes数大于1的颗粒在射流中基本不会发生浓淡混合现象,燃烧器下游的浓淡分离效果可以在较长的距离内得到保持。

气体燃料喷射装置的稳态流动特性研究

为了揭示气体燃料喷射装置的喷射规律,建立两种采用不同方式开启菌形阀的喷射装置仿真模型和两种采用不同密封方式的流闭型喷射装置仿真模型,通过Fluent软件进行三维稳态计算,从出流速度分布、滞止压力损失、菌形阀受到的侧向力以及背压力等方面对比分析稳态流动特性;使用有效喷射压力概念,实现对气体燃料喷射装置喷射效率的评价。研究结果表明,在一定压差条件下,流闭型喷射装置的出口稳定流速高于流开型喷射装置的出口稳定流速,流闭型喷射装置的喷射效率达56.0%,而流开型喷射效率仅有50.3%,流闭型气体燃料喷射装置稳态流动特性优于流开型喷射装置的稳态流动特性;采用平面密封方式的流闭型喷射装置喷射效率为55.2%。

深海管道稳态流动非均匀温度场研究

为了研究深海管道稳态流动非均匀温度场,利用GAMBIT软件建立了单层管道几何模型并划分网格,利用FLUENT软件对管道在稳态流动时的非均匀温度场进行了数值模拟,对网格独立性进行了分析,确定了合理的网格划分方式,得到了管道沿程温度曲线。通过对比数值模拟与理论公式计算得到的原油温度结果,对FLUENT模型进行了验证,最后进行了管道温度场参数化分析。研究结果表明,稳态流动时管道沿程温度逐渐减小,温度梯度也逐渐减小,原油入口温度、入口流速、保温层厚度及保温层外壁与海水的换热系数均影响管道温度场的分布。研究为管道的非均匀温度效应研究提供参考。

恒定有压扩散流中的局部非稳态流动试验研究

试验研究了恒定二元水平有压扩散流中的局部非稳态流动现象。利用壁面丝线流动显示技术观测了局部非稳态流动现象,给出了发生局部非稳态流动的临界扩散角;利用三维点流速仪对局部非稳态流动的流速进行了数据采集,通过功率频谱分析和互相关分析,得出了非稳态流动的基本特征;探讨了局部非稳态流动的成因和条件。

基于正弦激励的磁流变液非稳态环状流动特性研究

针对汽车悬架磁流变液阻尼器的工作状态,建立了磁流变液环状非稳态泊萧叶流动方程,确定了相应边界条件和初始条件,从理论上研究磁流变液在单频正弦激励下的环状非稳态泊萧叶流动特性,得到了磁流变液的流动速度分布和塞流区厚度的理论解.研究表明,对于相同激励载荷幅值,随着磁流变液剪切屈服应力的增加,塞流区的厚度增加,峰值速度下降;对于相同剪切屈服应力,随着外加激励载荷幅值的增加,塞流区的厚度减小,峰值速度增加.塞流区域厚度周期变化,其频率是激励载荷频率的2倍.

压缩空气储能用涡旋膨胀机非稳态流动特性分析

本工作以适应用于微型压缩空气储能(micro-CAES)系统的涡旋膨胀机为研究对象,采用计算流体力学(CFD)的方法对涡旋膨胀机工作过程进行非定常数值模拟,得到膨胀机内部温度场、压力场和速度场的分布,研究了吸气温度对涡旋膨胀机性能的影响规律及工作腔流场分布特点,结果显示:膨胀机吸气温度的升高,能够增加单位质量流量的输出功;随着吸气温度的下降,动涡旋盘所受轴向气体力增大,径、切向气体力减小;膨胀机工作过程中工作腔内的温度分布并不是沿涡旋盘半径方向逐渐下降,两侧背压腔存在较大的机械能损耗,背压腔温度会高于上游排气腔。该研究结果为涡旋膨胀机排气结构的设计提供了理论依据。

隔舌安放角对旋流泵内非稳态流动特性的影响

为明确隔舌安放角对旋流泵性能及非定常流动特性的影响,该研究设计了不同隔舌安放角的蜗壳模型,基于Navier-Stokes方程和RNGk-?湍流模型对旋流泵进行了全流场数值模拟,并通过能量性能和压力脉动试验对数值模拟方法进行了验证。能量性能预测结果表明,存在最优隔舌安放角使泵扬程和效率均达到极大值。流场分析结果表明,隔舌安放角对蜗壳隔舌及扩散段的流态具有较大的影响:较小的隔舌安放角会减小蜗壳喉部的过流面积,使无叶腔内流体的旋转运动受阻,致使循环流与隔舌的动静干涉作用增强;过大的隔舌安放角会造成扩散段产生大尺度的漩涡和回流。压力脉动分析表明,隔舌处压力脉动分布特征受安放角和测点位置共同影响:随隔舌安放角的增大,隔舌处的压力脉动先降低后增大,安放角由30°增大至45°时,2倍轴频(f_(n))的脉动最大降幅约47%,安放角继续增大至50°时,(0.25~0.5)f_(n)的低频脉动最大增幅约86%;随着测点与叶轮轴向距离增大,隔舌处的压力脉动逐渐减小,叶轮一侧的脉动幅值约为泵体进口一侧的2倍。涡量场分析表明:蜗壳隔舌处频率为2f_(n)的压力脉动由入口螺旋状入流发展扩散产生;隔舌处涡核分布的不对称性是导致蜗壳隔舌处压力分布不对称的原因。适当增大隔舌安放角能有效改善旋流泵隔舌处内流的稳定性,并一定程度提升旋流泵扬程和效率。综合各项性能表明该模型泵隔舌安放角45°时性能最优。研究结果可为旋流泵优化设计提供理论参考。

粉末包套挤压非稳态流动过程的数值模拟

为研究金属粉末压制成形致密化机理 ,采用国外MSC .SoftwareCooperation公司的MSC .Marc软件 ,模拟金属粉末包套挤压锥形变形区形成阶段的变形过程 ,获得了金属粉末包套挤压的变形规律 ,以及变形过程中相对密度的分布。

快速流化床一维轴向稳态流动模型

本文对稳态操作的快速流化床气固两相流动进行了分析,表明颗粒在床内的加速运动对床层各项参数有显著影响。考虑了颗粒加速作用以及由于颗粒聚集使气固两相相互作用力减小的事实后,可采用一维轴向稳态流动模型获得截面平均颗粒速度、空隙率以及曳力系数等参数及其轴向分布规律。模型预测与实验直接测定结果吻合很好。

车用增压器涡轮非稳态流动特性研究进展

阐述了非稳态流动特性对于涡轮设计和增压发动机匹配具有重要的指导作用,对涡轮非稳态流动特性研究中涡轮测功方法、非稳态特性试验和性能预测等重要问题进行了回顾和总结。

牛顿流体圆管内非稳态Poiseuille流动特性

Poiseuille流动初始阶段存在速度发展的非稳态过程,会对测试结果造成偏差。为分析非稳态Poiseuille流动过程对测量黏度造成的偏差,以不可压缩牛顿流体为例,进行恒流量边界与非定常流量边界下的非稳态Poiseuille流动过程研究。以无量纲黏度和无量纲时间表征非稳态过程,建立数值模型,计算给出恒平均速度边界、从0线性增加平均速度边界和恒压力边界条件下无量纲黏度数值的变化规律。结果表明:非稳态过程中无量纲黏度数值随时间逐渐减小并最终趋于1,且不同边界条件下流动达到稳定对应的无量纲时间为定值。当边界类型确定时,非稳态过程的无量纲黏度数值可视为仅与无量纲时间有关的函数;对于不同类型边界条件,从0线性增加的平均速度边界、恒压力边界、恒平均速度边界条件对应的非稳态过程逐渐缩短。

非稳态流动的隐式最小二乘等几何方法

对非稳态粘性不可压流动问题提出了一种隐式最小二乘等几何计算方法。该方法先用隐式的向后多步差分格式对Navier-Stokes方程进行时间离散,再用Newton法线性化对流项,最后在每个时间步上用最小二乘等几何方法进行求解。根据该算法编制了计算程序,通过构造解析解的方法验证了程序的正确性,用该程序求解了雷诺数为5000时的非稳态二维顶盖驱动流问题,计算结果捕捉到了流动过程中涡的演化过程,表明本文方法可用于非稳态流动的求解。

运用动网格技术数值模拟四叶罗茨风机的非稳态流动

罗茨风机作为一种典型的气体增压与输送机械,广泛应用于化工、石化等许多行业。本文运用动网格技术、二维气体流动控制方程和标准的k-e湍流模型对典型的四叶罗茨风机内部非稳态流动进行了数值模拟,得到了四叶罗茨风机流量、流速场、压力场随时间变化的规律。为提高四叶罗茨风机的设计及应用水平提供理论依据。

聚苯胺类电流变体的稳态剪切流动分析(英文)

对聚苯胺、及聚苯胺 /聚丙烯酸盐复合粒子的稳态剪切流动行为进行了综合考察。结果表明 ,在交流电场下 ,电流变体的剪切应力和剪切速率的关系符合Bingham流体形为。并对此现象进行了分析 。

DTM-BF方法和可渗透收缩壁面上带滑移速度的非稳态磁流体力学流动

研究了运动的粘性导电流体中可渗透收缩壁面上非稳态磁流体边界层流动,利用解析和数值方法对问题进行了研究,并考虑了壁面速度滑移的影响.提出了一个新的解析方法(DTM-BF),并将其应用于求解带有无穷远边界条件的非线性控制方程的近似解析解.对所有的解析结果和数值结果进行了对比,结果显示两者非常吻合,从而证明了DTM-BF方法的有效性.另外,对不同的参数,得到了控制方程双解和单解的存在范围.最后,分别讨论了滑移参数、非稳态参数、磁场参数、抽吸/喷注参数和速度比例参数对壁面摩擦、唯一解速度分布和双解速度分布的影响.

基于稳态流动的间歇气举参数设计新方法

间歇气举时随着开采的进行,地层和井筒参数是变化的,此时间歇气举生产参数也应发生相应变化,但这种变化大多通过图版查询,步骤复杂,简易参数设计方法还很欠缺。文章通过间歇气举生产时液面、时间、压力、流量及注气量之间的关系建立了流动方程,以最大产量为目标得到间歇气举注气量、注气时间、注气周期等生产参数最优解算法,同时利用OLGA软件进行了算法准确度校核,研究成果对间歇气举现场参数设计具有一定的理论指导意义。

非稳态流动过程能量平衡方程及其应用探讨

文章从理论推导与实际应用两方面探讨了热力学教材中存在的问题,认为国内外多种教材在非稳定流动过程能量平衡方程的推导中只考虑了物质流的非稳定性,疏忽了与物质流密不可分的状态参数、运动参数、位置参数的非稳定性。