矩形通道速度边界层可视化实验研究

板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素。本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩形通道边界层内速度分布、雷诺切应力等流场特性,探究了通道间隙对边界层的影响规律。实验结果表明,矩形通道的湍流边界层无量纲速度分布符合Spalding公式,在距离窄边壁面0.2~0.3 mm范围内存在雷诺切应力峰值区,随着雷诺数的增加,速度边界层的黏性底层逐渐减薄,对数律层占比增大,雷诺切应力峰值区向壁面方向靠近。减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的发展,使得近壁面速度梯度增大,湍流强度减小。

管流速度边界层解析

采用动量积分方法推出了管道流动中的速度边界层方程，给出了管道层流和紊流时速度边界层和核心区中的速度分布、边界层厚度的解析结果，并与冯·卡门动量积分方程推出的结果进行了比较。得到了管道层流和紊流时速度边界层入口段长度的表达式，表明比现有教材中所给出的公式数值要小。证明了管流中速度边界层的发展要远远快于热边界层，因此在研究管道热边界层流动时假设速度边界层已充分发展是合理的。

基于自适应速度趋势函数的约束层速度反演方法

论文研究了复杂构造区初始层速度约束反演问题。首先得出初始层速度模型的精度对偏移速度建模的质量和迭代稳定尤为重要,常规方法在构造复杂区使初始速度模型产生的误差易导致最终偏移速度模型地质意义失真、真实构造特征掩盖等问题。提升初始速度模型与地下地质特征的匹配和精度成为关键。基于此,论文提出了基于自适应速度趋势函数的约束层速度反演方法。在常规方法的基础上,利用复相关法在时间域剖面上获得地质构造的连续性与变化,并将其作为构造响应算子形成针对性的影响域和权重融入速度趋势函数中,使该函数自适应地质构造特征,提升初始速度模型的精度。再通过对基准速度和速度趋势对深度的梯度进行样条拟合,构建趋势函数的全局高频异常约束,有效预防在构造突变区产生异常高频,进一步增强算法的稳健和可靠性。理论模型和实际数据的测试,验证了本文方法的有效性,反演得到的层速度模型更符合地质规律,并能更好地解决构造复杂区层速度模型的连续性问题,有利于提高复杂构造叠前深度偏移成像精度。

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。

一阶速度滑移边界条件下的Stokes第二问题

本文基于分离变量和积分变换方法,针对在微尺度滑移区的Stokes第二问题进行了求解,得到了速度分布的解析解,并进一步得到了穿透深度的表达式.通过分析,发现由于微尺度速度滑移边界条件的影响,速度幅值和穿透深度皆有所减小.在此基础上,对平板受到的切应力、阻尼力和弹性力等进行了分析,结果表明弹性系数和阻尼系数均随振动频率的增大而增大.最后,通过与已有实验结果进行比较,发现基于本文的计算公式得到的器件谐振频率和品质因子与实验测量结果吻合很好.

带式输送机动力学速度边界条件处理方法

为得到带式输送机理想的启动曲线,提出了一种输送机系统动力学速度边界条件处理方法。该方法将电动机-输送机动力学模型简化为给定速度边界的模型系统,首先推导了带式输送机一维动力学模型,然后给出给定速度启动曲线的威尔逊(Wilson-θ)求解方法,最后针对某输送机来验证此算法和模型。计算结果与试验结果基本吻合,验证了计算方法的可靠性,也为带式输送机动力学速度边界条件处理提供了有效的方法。

基于会计信息的企业可持续增长速度的边界

企业的目标是价值最大化,而实现目标的前提是企业必需保持一种合理、持续的增长速度.企业可持续增长速度可帮助企业动态调整企业价值最大化.本文根据范霍恩和希金斯的静态可持续增长理论和迈克尔.詹森的有效现金流量假说,设置了三个可持续增长速度,构建了基于会计信息的企业可持续增长速度的边界,并用案例予以了佐证.

平行板间边界层流体速度计算及差异分析

利用粘性流体相关理论并结合施利希廷平行管道边界层研究成果,推导出了水平放置的平板间边界层流体速度计算公式。在一定假设条件下利用斯托克斯定律对该公式进行了验算,并对差异产生原因进行了定性分析。结果表明,考虑边界层条件时流体速度分布规律与理想流体明显不同,考虑边界层条件时油滴的实际运移距离比理想状态计算出的运移距离长5%~7%,对除油效果有一定影响。因此在斜板除油器设计中应充分考虑这种情况的影响。

基于边界速度的城市路网承载力估计方法

为了估计路网瞬时所能承载的车辆数,首先建立在途车辆数与路网均速的关系,推算路网运行的边界速度;其次,提出路网中车辆速度分布的概率模型,并建立车速分布参数随路网均速变化的动态模型;进而,将边界速度代入动态模型获得对应的车速分布参数,恢复对应的车辆速度分布;将车速分布与交通流速度—密度曲线进行匹配,获得不同密度条件下车辆数所占比例;待求车辆总数乘以密度分布得到不同密度下的车辆数,不同密度下车头间距之和等于车道加权的公路总里程,解方程得到车辆总数。以北京市为例,用来自1.2万辆私人小汽车的浮动车数据分别估算了北京市中心城区1 368km^2范围内快速路、主干路、次支路三个等级路网的承载力。结果显示,该方法计算效率高、操作性强,适用于大规模路网测算,在交通运行仿真、分析及控制领域具有广泛的应用前景。

矿山深部工程FLAC^(3D)初始地应力场生成的速度-应力边界法

初始地应力场是工程稳定性数值模拟分析的基础。已有较多的岩石地下工程稳定性模拟证明,在FLAC^(3D)模拟时常用的速度边界法和快速应力边界法可以生成与实际较为一致的初始地应力场;但对于矿山深部工程,利用这2种边界条件加载方法,则模拟结果分别存在"地应力与实际不符"、"边界条件施加困难和浅部区域地应力与实际不符"的问题。针对这些问题,综合前述2种边界条件加载方法的优点,提出了矿山深部工程FLAC^(3D)初始地应力场生成的"速度-应力边界法",探讨了模型速度边界条件与应力边界条件加载范围的确定方式,通过算例分析验证了"速度-应力边界法"生成初始地应力场的合理性。研究表明:采用"速度-应力边界法"构建的矿山深部工程数值计算模型,可以通过多次试计算的方式确定速度边界条件与应力边界条件的加载范围;生成的初始地应力场与矿山深部工程地应力实测数据基本一致;解决了前述2种边界条件加载方法存在的问题。研究成果可为矿山深部工程的数值模拟分析提供参考。

内燃机缸内近壁气流速度及温度分布特性的数值分析

为解决内燃机缸内近壁处的气体流动和传热问题,研究了内燃机缸内近壁处的气流温度和速度分布特性.以二维可压缩平面边界层流动方程为基础,根据准稳态能量定律的假设,以F因子作为修正系数,建立了曲面边界层的二维模型,并计算了温度和速度边界层在曲面上的分布.结果表明:热边界层和速度边界层的厚度数量级均为10-3m;壁面温度高处热边界层厚,反之较薄;气流速度梯度较大处速度边界层薄,反之较厚.计算结果得到了激光实验测量结果的验证.

侧加热腔体内流体参数对边界层特性的影响

在波希涅斯克假设的基础上,通过对流体力学方程组的数值模拟,研究了流体参数对边界层(速度边界层δv和温度边界层δT)的影响。结果说明,在普朗特数Pr>1、Pr<1和Pr→1情况下,流体流动的平衡受到不同力控制。在Pr一定时,δv和δT随着格拉晓夫数Gr增加而减小。当Gr足够大时,δT值趋于0,即温度边界层消失。在Gr一定时,随着Pr增加,δT减小,δv增加。热壁面努塞尔数Nu随着腔体高度的增加而减小,Nu随着Pr增加而增加。

物品包装系统位移损坏边界

Ｒ．Ｅ．Ｎｅｗｔｏｎ提出的基于物品易损度的加速度损坏边界概念及其表达式仅反映了为保护物品安全，对其加速度响应的限制，未考虑缓冲衬垫压缩变形范围有限的制约条件。本文对物品的相位位移响应引入约束条件，首次定义了物品包装位移易损度及位移损坏边界，与加速度损坏边界相结合，用以确定物品包装系统的安全区，讨论了两类损坏边界的关系。并推导了后峰锯齿脉冲及矩形脉冲作用下，双线性及线性包装系统损坏边界的表达式。

降雨环境下大气底层边界型风场对高速列车气动特性影响

采用大气底层边界速度型风场模拟自然风和Marshall-Palmer雨滴谱模型,应用离散相模型研究了风雨联合作用环境下列车运行时气动特性的变化情况.结果表明:雨滴颗粒的加入扰乱了列车周围气流的正常流动,减轻了列车背风侧气流漩涡的脱落,列车迎风侧和背风侧的压力差减小;降雨强度对列车气动特性影响不大,从20 mm/h增大到100 mm/h,受影响最大的横向力仅增大了9.11%;风雨耦合环境下列车的运行速度对气动阻力影响较明显,列车时速从200 km/h到400 km/h,阻力增大了102%;随着车速增大,车辆所受横向力与升力的变化规律与车辆在列车中的位置相关,头车所受到横向力明显增大,而尾车的横向力则呈减小趋势,而所受升力正好相反,头车呈减小趋势,尾车则明显升高.

完全发展的管流中紊流速度分布函数研究

应用实验资料,对笔者推导的紊流速度分布的理论公式进行了多方面的校正。修正后的公式简单明确,不仅能用来确定管道中的流体速度分布,而且还可用来计算流体的动能系数、测定管道的摩擦阻力系数、证明截面平均流速在流速图上的相对坐标与管道粗糙度无关的实验结论和确定边界紊流速度值。

近壁气流速度分布的LDA实验研究

本文使用三光束二维氩离子激光多普勒测速仪 (LDA)对平板和模拟燃烧室半圆型槽内的近壁气体速度分布进行了实验研究 ,并与用热线风速仪 (HWV)的测量结果进行了对比。结果显示 :热线风速仪在距离壁面较远处测量结果与理论计算值相近 ,距离壁面越近误差就越大。而LDA在整个测量区域的测量结果都有较高灵敏度。通过了解近壁气流速度分布 。

管流中湍流速度分布函数

应用笔者的"湍流空间位置特征长度理论"和管流中雷诺应力结构方程,建立了管流中湍流速度分布函数。该分布函数不仅能确定管流中的速度分布,而且还能为管道的流量控制测量和管道摩擦阻力系数的测定提供全新的原理与简易的方法,为矿山巷道通风过程数学模型的建立提供可靠的理论基础,为管道流动能系数的确定提供计算方法。同时,应用特征长度理论,建立了湍流边界层区域的总切应力公式和速度分布函数。

民用航空器平飞速度包线的计算与分析

本论文旨在介绍一种计算飞机实用平飞速度包线的方法。论文先对速度的各种限制条件进行分析,并推导出各种条件下限速的计算方法。最后,分析并讨论了飞机重量、飞机重心位置等对平飞速度包线的影响。

基于IBVCM的二维非定常动边界数值模拟研究

主要研究了影响非定常动边界问题的一些基本参数并分析了其与推进力的关系。数值模拟采用格子波尔兹曼方法求解流场信息,并用浸入边界速度修正方法进行边界处速度的修正。研究对象为二维情况下摆动的鱼,影响推进力的参数有鱼体的形状、频率、波长、雷诺数。通过对各个参数的一系列模拟,得出其对推进力的不同影响关系。本文总共选取五种形状的鱼体,其运动模式为鱼体中线以行波的方式做横向摆动。最后,从涡的角度分析鱼的尾尖在不同位置时鱼体表面涡的分布情况,得到旋涡变化与鱼身运动的相互关系。通过研究发现,不同形状的鱼推进力不同,在高频、增大波长、增大雷诺数时,推进力增大。

气体边界层对平面液膜的稳定性影响

利用线性化方程处理,分别以线性型、二次函数型以及修正的Stokes型3种不同的气体速度型对自由平面液膜进行了稳定性分析,并与无黏气体进行了对比;结果表明,修正的Stokes速度型与已有文献中的实验结果吻合最好,且液膜的稳定性随边界层的厚度增大而提高。考虑气体黏性能够提高对平面液膜稳定性分析的准确性。