速度进口边界条件对鼓泡床流动影响研究

进口边界条件是影响鼓泡流化床流体动力行为的重要因素之一。本文基于欧拉-欧拉双流体气固两相流模型,对具有中心射流进口的鼓泡流化床进行了数值模拟研究。分别采用脉动和定常进口气体速度边界条件,对鼓泡流化床内气泡的形成、长大、分离,气泡的大小进行了分析和研究。模拟结果与Kuipers等的实验结果进行了比较,研究结果表明考虑进口速度的脉动能够更加合理地预测和分析床内流体动力行为。

不同边界条件下核主泵压力脉动性能的数值模拟

为了研究泵压力脉动数值计算中边界条件对其产生的影响,以包含密封口环间隙的核主泵全流道水力模型为研究对象,在不同时间步以及不同的边界条件下进行了数值计算.首先对核主泵的稳态性能进行了分析,得到核主泵在不同工况下内部的流场信息;其次,针对压力脉动计算,采用了3种不同的时间步(叶轮每旋转0.5°,1.0°和2.0°的时长)进行分析.结果表明,当所取的时间步均较小的情况下,不同的时间步长对压力脉动时域信号有一定影响,但其频域信号基本一致;最后选取不同的边界组合条件对压力脉动预测的结果进行研究,其中,选取进口总压-出口流量边界,进口流量-出口压力边界,泵进出口不单独设置边界,并采用1种连接进出口流体域的闭式回路计算模型.相比前2种边界条件设置,闭式回路边界条件预测的压力脉动信号较为规律,压力脉动幅值增大明显.

有限深水表面压力脉动产生的速度势与二阶绕射问题的辐射条件

本文从集中压力脉动作用的特例出发,在严格的意义上得到了有限深水表面上无穷延伸的非绝对可积的脉动压力作用下的二维和三维速度势解,着重讨论了速度势的远方渐近形态和应满足的辐射条件,在普遍意义上证明了这时速度势应由强迫波动项、自由波动项和局部扰动项所组成。强迫波动项的辐射形态与压力脉动的远方渐近特征一致。从而在理论上澄清了有争议的二阶绕射势辐射条件的提法问题。在此基础上,文中给出了二维和三维情况中二阶绕射势应该满足的辐射条件的显式表达。

边界条件对水下爆炸气泡运动特性的影响分析

在近距爆炸条件下,受到边界的影响,水下爆炸气泡会出现非球状运动情况。为了得到球状气泡假设的适用条件,对深水自由场、近自由液面、近刚性壁和弹性边界等不同边界条件下水下爆炸气泡的动态特性进行了仿真计算。通过对气泡最大半径和脉动周期仿真结果的对比分析,可以得到如下结论:当爆心距离边界约等于气泡最大半径时,自由表面会使气泡的最大半径略有减小,周期缩短,刚性壁的影响与之相反,弹性边界的影响介于二者之间;在近自由边界条件下爆距大于2倍气泡半径,近弹性结构和刚性壁边界条件下爆距大于3倍气泡半径时,水下爆炸气泡可近似认为球状脉动。

旋涡动力学方程非定常动边界条件

详细讨论了旋涡动力学方程非定常动边界条件。给出了任意非定常运动边界上速度旋度的确定方法。并采用了“局部线性化及再校正”技术、时间滞后求解方法，求解每一时间步边界上速度旋度值。这样可以很大程度上节省计算时间。并讨论了数值实验结果，指出动边界问题的非线性特征，对这样复杂的非线性问题不宜作过份简化。

厂房顶溢流边界层内紊动机理与壁压脉动的关系

本文应用激光多普勒测速技术,进行了三个比尺的模型厂房顶溢流测速试验.通过实验和对边界层厚度分层计算,研究了内压紊流特征,阐明了边界层内紊动机理与壁压脉动的关系.

不同边界条件下水下爆炸气泡的数值模拟

采用有限元程序MSC.Dytran对不同边界条件下水下爆炸气泡的脉动过程进行了数值模拟。对数值模拟中的一些重要问题,如炸药药包的建模、网格密度、状态方程和静压力场的设定等问题进行了探讨。对无限水域中的水下爆炸气泡以及自由面边界、水平刚性面边界和垂直刚性面边界三种边界条件下的水下爆炸气泡进行了数值模拟,分析了水下爆炸气泡的半径、外形变化、气泡脉动压力、流场中的速度分布,结果发现边界的存在对气泡外形的影响较大,刚性边界面会使气泡脉动压力增大较多,而自由面边界对气泡脉动压力的影响较小。将数值模拟的结果与理论模型、经验公式和试验结果进行了比较分析,结果吻合较好。

脉动法索力测量技术及相关参数分析

介绍了利用脉动法测定斜拉桥拉索索力的相关技术细节,对影响索力测量结果分析精度的若干因素如索的边界条件、抗弯刚度等进行了分析,并给出了相应的处理建议。

鼓泡塔出口边界条件的数值模拟

鼓泡塔反应器内流体动力学特性预测对于鼓泡塔的设计和发展具有重要意义。应用CFX4.4商业软件,分别采用'压力'和'开口'出口边界,数值模拟研究出口边界条件对鼓泡塔里气液泡状流动结果的影响。结果表明,当出口应用'开口'边界条件,自由表面是一个动态表面,CFX可以捕捉塔顶部整个自由表面特性。由'压力'出口边界和'开口'出口边界条件求得的数值结果差异很小。

小当量梯恩梯水下爆炸气泡脉动的数值模拟

为了更准确地模拟小当量梯恩梯(TNT)水下爆炸的气泡脉动过程,对气泡脉动数值模拟结果的影响因素进行探究。应用Autodyn有限元软件对13 g TNT水下爆炸进行数值模拟发现,使用TNT的JWL状态方程和水的多项式状态方程及其参数,且网格尺寸为5 mm、边界条件为压力流出时,数值模拟结果与经验公式计算得到的理论值间误差较小。改变网格尺寸和边界条件,发现在满足工程精度前提下,网格尺寸为1 mm且边界条件为压力流出时数值模拟结果较准确,其中气泡脉动周期以及气泡膨胀最大半径的数值模拟结果与经验公式间的误差仅为3.61%和1%.对10 g TNT开展水下爆炸试验,并基于以上条件对试验进行数值模拟。发现各测点处试验结果与数值模拟结果间的误差较小,进一步验证了气泡脉动数值模拟的真实性和准确性。对10 g TNT炸药在不同爆炸深度下的气泡脉动进行数值模拟,得到了气泡脉动周期T和气泡膨胀最大半径Amax与爆炸深度H之间的关系:T=23.2e^(-H/92.93)+39.76e^(-H/12.74)+2.08,Amax=0.12e^(-H/324.67)+0.16e^(-H/14.85)+0.07.

快速颗粒流本构关系在固液两相流中的适用条件初探

从固液两相流的颗粒相本构关系的推导出发 ,分别运用 Chapman-Enskog方法和 Grad-1 3矩法考察了液相作用下颗粒相本构关系 .结果表明当两相脉动速度无关或者同相位时 ,快速颗粒流本构关系适用于固液两相流的颗粒相 .并对低、高浓度固液两相流定性分析了具体的应用条件 .

翼型激波-湍流边界层干扰分析

文章对来流马赫数0.729、攻角2.31°的超临界跨音速翼型RAE2822进行了隐式大涡模拟(implicit large eddy simulation,ILES);对翼型上表面的激波-湍流边界层干扰进行了研究,并对湍流的统计特征进行了分析,主要分析了干扰过程中流向速度脉动的均方根、雷诺应力,以及湍动能的生成、耗散及分配机制。结果表明,激波的出现对于速度脉动和雷诺应力的幅值及峰值位置有显著的影响,而且干扰过程中产生了大量湍动能,湍动能的主要耗散区仍在近壁,湍动能的分配机制并非生成-耗散相互平衡,而是一种更为复杂的平衡关系。

相似理论和高超音速边界层的密度分布

众所周知,在边界层中,物理量沿着流动方向(x方向)的变化远较垂直于流动方向(y方向)的变化为小。同时y方向的速度又远较x方向的速度为小。本文在处理过程中,在涡量脉动方程式里,略去了物理量在x方向的变化,并且略去沿y方向的速度。在随着流体一起运动的坐标系中,我们对脉动速度和脉动密度引进了相似性假定。由脉动量相似的必要条件,我们求得可压缩流体边界层中密度变化规律为。这样的处理方法,虽然极为粗糙,但是在和实验数据相比较时,还不太坏。在相当大的范围内符合得还可以,这说明在这个范围内,相似性假设还是可以应用的。

有限空间风沙流动数值模拟及边界条件问题

采用Euler方法的双流体模型和颗粒动理学方法对二维风沙气固两相流动进行了数值模拟,研究不同边界条件下的气固两相速度与浓度分布以及进口条件下的风沙流动。结果表明,对边界为固体壁面的流动,沙粒边界条件对其浓度分布有严重的影响,必须计及能量平衡和沙粒速度滑移效应,体现为沙面上的沙粒起动和碰撞特性;进口效应的存在使得在较短的距离内不能获得合理的流动结构,要求根据实验给出准确的进口条件,或者计算域有足够的长度,使流动结构不受进口效应的影响。

等温条件下气流运动的选择频率

气流脉动频率是描述气流特征的因素之一 ,同时也是影响人体热感觉的一项重要因素。该文通过对 10 6名受试者在 2 6～ 30 .5℃温度范围内 ,两种相对湿度条件下的选择频率的研究 ,探讨了频率对人体热感觉的影响作用。利用主观评价法 (投票法 )的试验 ,结果发现 ,环境温度和相对湿度对人体选择频率的作用不显著。在实验工况下 ,超过 80 %的受试者选择了 0 .3～ 0 .5 Hz范围内的气流脉动频率 ,选择频率的平均值为 0 .4Hz。随着频率的增加 ,人体感受到的吹风强度逐渐减小 ,存在“感觉风速”的现象。本研究和 Fanger的实验结果都证明 :频率在 0 .3～ 0 .5 Hz范围内的气流对人体产生的冷作用最强。

壁湍流扩展的自相似标度律的实验研究

对风洞中零压力梯度平板湍流边界层进行了实验研究 ,用热线风速仪测量了不同法向位置的脉动速度 ,研究了湍流边界层不同法向位置速度结构函数的扩展的自相似标度律 .

板坯连铸结晶器钢液流场的数学模拟

用Fluent流体力学的三维计算软件 ,运用湍流脉动动能κ方程和湍流脉动动能散耗率ε方程的κ ε双方程模型在给定的数值计算条件下 ,对板坯连铸结晶器内钢液的流场进行了模拟研究 ,结晶器钢液流场的基本特征为 :在结晶器出口方向存在一个速度较快的水平流 ,其冲击到结晶器壁时形成回流 ,把结晶器内钢液分割成上下两个回流区。通过数值计算得出 ,12 5 0mm× 2 0 0mm板坯结晶器水口合适插入深度为 175mm ,出口倾角 16°～ 18°和合适拉坯速度为 1 0～ 1 2m min。

泥岩裂隙的正演模拟方法研究

由于地震波波长远大于泥岩裂隙的尺度,因此只用Hudson散射理论建立泥岩裂隙的正演模型是不合适 的。根据Schoenberg的线性滑动理论、Hudson理论和HTI各向异性介质理论,将每条泥岩裂隙宏观上看作地 层中的一个柔性面,并用法向柔量和切向柔量来表示,柔量符合线性滑动边界条件,不同方向裂隙的切向柔量和 法向柔量可以进行矢量叠加。依据法向柔量和切向柔量与地层层速度的关系,讨论了利用线性滑动理论和 Hudson裂隙理论对泥岩裂隙进行描述的正演模拟问题,并对若干简单模型进行了计算,用成像测井资料对该模 型进行了验证。结果表明,用Schoenberg线性滑动理论和Hudson理论相结合建立起来的泥岩裂隙模型是正确 的。

周期操作双腔反应器传质特征研究

本文提出一种新型气—液—固三相反应器。并对其传质特性进行了研究。这种周期操作双腔反应器可较大幅度强化溶氧传质速度,在相同的气—液流量比下,周期操作与稳态操作相比,平均溶氧传质系数可增大5-30％。同时,本文还确定了在固定的气—液流量比下每种填料床的最优脉动频率。

湍流研究最近半世纪的一些发展

一、绪言 (Ⅰ)研究湍流的意义 (Ⅱ)国外开展湍流研究的情况 二、湍流理论的进展 (Ⅰ)先把流体动力学方程组平均的理论 (a)1950年以前发展情况简述 (1)Reynolds方程和混合长度理论 (2)各向同性湍流的统计理论 (3)具有剪应力的普通湍流理论 (b)