基于BBO方程研究面源红外诱饵烟云中5μm颗粒运动

面源红外诱饵烟云中的粒子运动对红外诱饵辐射强度有着重要的作用。本文运用多相流体动力学的贝赛特(Basset)-鲍瑟内斯克(Boussinesq)-奥森(Ossen)方程(BBO方程)研究了红外诱饵燃烧形成粒子的运动情况,得到了红外诱饵燃烧形成的5μm颗粒的运动趋势,为进一步分析烟云的红外辐射提供基础。

水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅰ)——颗粒运动方程及其求解

从ＢＢＯ方程求解水力旋流器内颗粒与流体的相对运动是一项新的尝试。通过求解ＢＢＯ方程，给出了描述水力旋流器内固体颗粒与流体介质相对运动的跟随性指标。结果表明，在忽略重力影响的前提下，颗粒在切向及轴向与流体具有相同的跟随特性；而由于离心力的存在，颗粒在径向的运动将明显有别于流体介质。根据跟随性指标η，φ的数学表达式，可以定量地考察诸如颗粒性质、流体特性、空间位置、湍流频率等因素对颗粒运动的影响。

静电凝并中荷电粒子的运动方程及近似解

本文分析静电除尘器预凝并粒子的运动情况,研究了荷电气固两相流中粒子运动与气流运动的关系,通过对荷电粒子的受力分析,在粒子运动过程中考虑了库仑力、压差力、附加质量力、Stokes阻力以及Basset力对荷电粒子的作用,而忽略其它力的影响,建立了湍流中描述粒子运动的基本方程—BBO(Basset-Boussinesq-Oseen)方程,用谱分解方法进行求解,并得到荷电粒子凝并运动方程的两组近似解,从而确定了粒子运动与气流运动的关系,αr为近似解的重要参数,随着αr的变化,粒子运动的复杂性随之变化。

支撑剂在超临界二氧化碳中的跟随性计算

超临界二氧化碳作为一种新型压裂液,是目前国内外的研究热点,但其携砂机理尚不明确,成为制约该项技术的关键问题之一。将跟随性的概念引入压裂液携砂研究,以支撑剂水平速度和压裂液水平流速的比值来表征支撑剂的跟随性或压裂液的携砂性能,并以跟随性为标准,对超临界二氧化碳的水平携砂性能进行了评价。在经典BBO方程的基础上,改进了拖曳力的表达式,联立拖曳力系数辅助方程组,建立了支撑剂在超临界二氧化碳中的跟随性计算模型,为评价和优化超临界二氧化碳输送支撑剂提供了理论依据。采用自主研发的实验设备,通过跟随性实验对该模型进行了检验,并采用模型进行了支撑剂在超临界二氧化碳中跟随性的影响因素分析。研究结果表明,在常用密度范围内,支撑剂密度对跟随性的影响不大,该数值分析结论与以往学者的实验研究结果相一致。此外,对比了砂粒在超临界二氧化碳、滑溜水以及空气中的跟随性,超临界二氧化碳的高密度特性对其携砂性能的影响大于低黏度特性对其携砂性能的影响,两者综合作用导致其携砂性能远高于空气,小于并接近滑溜水的携砂性能,特别是在较高流速下,超临界二氧化碳的水平携砂性能与滑溜水相当。

表面驻泡颗粒在液相运动中的特征分析

基于多相流体动力学的贝赛特(Basset)-鲍瑟内斯克(Boussinesq)-奥森(Ossen)方程(BBO方程)研究滑移条件下颗粒在两相流中的运动情况。针对小型浮游生物表面微结构特征建立固-气-液三相双滑移模型,运用Karman边界层动量定理推导出以气相衔接的固-气相和气-液相层流边界层速度分布表达式。通过参数分析法确定Basset力、颗粒所受阻力及附加质量力对颗粒运动的影响,对BBO方程进行简化求解,得到颗粒在流场中的轨迹方程。将本文提出的滑移速度分布代入轨迹方程得到有滑移边界条件下颗粒在流场中的运动速度随时间的变化。通过分析可以得到,颗粒表面的驻泡结构使得颗粒与流场接触界面处出现速度滑移,从而提高了颗粒的运动速度。

房间气流中粒子运动速度的计算方法

为研究空调净化房间粒子运动与气流运动的关系，用已有的谱分解方法求解了湍流中描述粒子运动的基本方程——ＢＢＯ方程，得出了更接近实验结果的解析表达式。分析了房间气流中粒子运动与气流运动的关系，提出了根据气流速度的实测值计算气流中粒子运动速度的方法。对计算方法作了编程，并用房间气流速度的实测值计算了气流中的粒子速度。计算结果表明，在空调净化房间通过测量分析气流的运动规律来研究气流中微小粒子的扩散规律是可行的。