微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结汽液相界面运动特性

为探究T形微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结汽液相界面的运动特性,利用高速摄像机(帧率为5000帧/s)获取过冷水温33℃、过冷水质量流量6.325g/min、蒸汽温度100℃及蒸汽质量流量0.25g/min工况下的可视化图像。在此基础上定性分析汽液相界面的瞬时演变特征,进一步应用图像批处理技术定量分析相界面的前端运动规律,包括相界面位置及速度的瞬时波动特性。研究发现,不同凝结周期内的汽液相界面在蒸汽泡生成直至最大时的形貌、蒸汽泡的溃灭特性等方面有很大差异,主要体现在气泡溃灭时是否发生“局部收缩”和“内爆”等。此外,对于一个典型相界面运动周期而言,蒸汽泡消失阶段所占时间比例最小约为12%。通过分析相界面前端瞬时位置波动曲线,发现利用该曲线获得该工况下的凝结频率为23Hz,且该曲线的峰值分布具有较强周期振荡特性。通过分析相界面前端瞬时速度波动曲线,发现在多个极短时间内出现了速度的瞬时转变以及较为剧烈的多次振荡,速度峰值最大可达11m/s。结合可视化图像,详细描述了相界面速度振荡时的界面演变情况,并揭示“局部收缩”和“内爆”导致速度振荡的机理。

相变过程中相界面运动的粘弹性特征研究

从粘弹性理论出发，得到了损耗峰或内耗峰对变温速率和振动频率的依赖关系，并用相关的指数解释了各种实验结果．

运动相界面的耗散结构模型

基于耗散结构原理,我们得到马氏体相变中的运动相界面是耗散结构。具有耗散结构的相界面运动方程可表示为φtt-C2φxx+Mφt+Nφx+ω0^2sin(φ)=F,其中M ≠0,N≠0,F>ω0^2。马氏体逆相变中相界面由于运动方向相反,其耗散系数、界面应力与正相变不同,逆相变的相界面运动方程与正相变也有所差异,但逆相变中的运动相界面同样属于能量耗散体系。

一种捕捉可压缩流体多重交汇界面的改进型LS方法

在普通LevelSet(LS)方法基础上,给出了一种捕捉多重交汇界面的改进型LS方法,该方法能够大大减小多重交汇界面之间因光滑而产生的空穴区域,而不影响多重交汇以外区域的界面位置。同时对改进算法进行了测试,并与可压缩流体耦合,给出了多介质流体多重交汇界面的计算结果。