近壁区Reynolds应力输运方程的理论模型

在湍流边界层的近壁区 ,采用对称共振三波的理论模型描述相干结构 ,根据理论模型对Reynolds应力输运方程逐项进行计算和分析 ,结果与直接数值模拟符合很好 .这不仅在理论上有益于对湍流物理机制的了解 ,而且展现了一种可能性 ,即根据相干结构的理论知识来改造湍流模型 ,使之具有更清晰的物理内涵以提高近壁区的预估精度 .

Reynolds控制方程下粗糙节理渗流空腔模型研究

在研究节理的渗流时,渗流控制方程对节理渗流分析结果具有显著影响。首先介绍了节理渗流分析中的控制方程:Navier-Stokes方程、Stokes方程、Reynolds方程和立定定理,并分析了各控制方程在节理渗流分析中的适用性。以Reynolds方程作为渗流分析控制方程,建立了粗糙节理渗流空腔模型。然后以节理试件为研究对象,在实测节理三维表面形貌并计算隙宽分布后,分别进行相同渗流边界条件下的室内渗流试验和空腔模型计算,得到节理在不同接触状态下的渗流量实测值和计算值,并分别将计算结果与立方定理下的空腔模型、将整个节理简化为光滑平行板模型的立方定理以及速宝玉经验公式的计算结果进行比较,结果表明,Reynolds方程下的节理渗流空腔模型计算结果与实测值最为吻合,可以较为准确地反映节理的渗流情况。同时,根据Reynolds方程下空腔模型得到的渗流流量分布可以呈现节理渗流的曲折现象,为从本质上研究节理渗流特性奠定了理论基础。

Reynolds方程在纹理表面动压润滑计算中的有效性评价

从理论上阐述了纹理表面动压润滑计算中决定Reynolds方程有效性的两个关键因素为油膜厚度与纹理特征长度的比值h/L和缩减的雷诺数re;只有当h/L和re同时趋近于零时Reynolds方程才能够获得准确的结果,并由此在h/L-Re平面上标注了Reynolds方程的适用范围.继而以二维矩形沟槽为实例,采用数值方法计算了h/L和re对Reynolds方程误差的影响规律;分析了Reynolds方程在不同条件下的失效机制;分析了矩形沟槽纹理表面Reynolds方程有效性的评价标准:当缩减的雷诺数re小于0.20,并且h/L小于0.015时能够保证Reynolds方程的误差在10%以下.

润滑力学中非牛顿流动的普遍Reynolds方程

本文导出了润滑力学中关于非牛顿流动的普遍 Reynolds 方程。这一方程适用于多种非牛顿流动模型,可以用于解算热流体动力润滑或热弹性流体动力润滑膜的压力分布。本文给出了一种同时求出剪应力、剪切率、速度和等效粘度的解法,并以两种润滑力学中常用的流变模型为例,应用这一方程得到了线接触热弹性流体动力润滑问题的数值解。

考虑气体稀薄效应修正Reynolds方程的新模型及其数值分析

硬盘中磁头和磁盘之间的气膜厚度已接近或小于分子平均自由路径,为了更精确地模拟气膜的压力分布,Reynolds方程必须要考虑气体稀薄效应的影响。基于硬盘中常用的修正Reynolds方程——FK模型,提出一种修正Reynolds方程的新模型,并且通过最小二乘有限差分法求解该Reynolds方程。分别利用FK模型和新模型,研究气膜数对承载力和压力中心的影响,并比较2种模型的计算时间。结果表明,2种模型所得的数值模拟结果具有很好的一致性,但新模型的计算效率高于FK模型。

Reynolds方程封闭性

Reynolds推出了Reynolds方程以来,人们花费大量精力研究方程的封闭性。Taylor首先引入相关概念并提出各态历经假说。Prandtl提出著名的混合长度理论:Karman给出混合长度的另外形式。周培源(Chou P Y)对各向同性湍流做了大量研究工作,获得了满意的结果。最近高歌用侧偏系综平均取代Reynolds平均。

弹性流体动力润滑理论的回顾与展望——纪念润滑理论的基本方程Reynolds方程发表一百周年

本文为纪念流体润滑理论的基础方程——著名的Reynolds方程发表100周年而作。文中介绍了弹性流体动力润滑研究中使用最普遍的三种数值方法,简要地回顾了弹性流体动力润滑的历史,对该领域未来的研究工作提出了建议。

线接触流变弹流润滑的Reynolds方程及应用

将描述弹流接触区润滑油流变特性的流变模型归结为三类 导出了适用于第一、二类流变模型的线接触流变弹流润滑Reynolds方程 该方程可用于求解线接触流变热弹流润滑问题的油膜厚度、压力分布、牵曳系数等 以Bair Winer模型为例 ,应用多重网格方法 。

利用重正化群方法推导非线性Reynolds应力模型

近年来,Rubinstein和Barton利用Yakhot和Orszag湍流重正化群方法推导非线性Reynolds应力模型,但是他们分析计算过程中存在着一些不自洽的地方.文中利用重正化群方法,对Reynolds应力的数学表达式作二阶微扰展开,从理论上推导得到非线性Reynolds应力模型,其数学形式与从量纲分析和数学物理性质的合理性讨论得到的通用模型形式完全相同,另外从理论上计算了各待定湍流常数.

中等Reynolds数线性剪切泡状流的液相雷诺应力

Analytical investigation of liquid Reynolds stress in shear bubbly flow with intermediate Reynolds numbers is absent.In this paper, the velocity field around a sphere bubble in linear shear liquid is assumed to be the linear superposition of the velocity field of uniform liquid passing a sphere bubble and the linear shear velocity field.The formula of shear liquid Reynolds stress was derived by averaging the velocity field in the cell-ensemble averaging method, and the formula was corrected under conditions of intermediate Reynolds number.The formula was compared with that of Sato, and the predicted results of local liquid velocity of the fully developed upward bubbly flow in pipes were compared with the experimental data.The results show that the formula is valid and accurate in prediction.

极限剪切状态下的线接触Reynolds方程

本文导出了考虑极限剪切状态的线接触流变热弹流Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，该方程以Ｅｖａｎｓ－Ｊｏｈｎｓｏ流变模型为基础，可用于求解线接触流变热弹流润滑问题的油膜厚度、压力分布、剪应力分布和牵曳系数曲线。计算实例表明，润滑油的流变特性对弹流润滑的油膜形状和压力分布影响不大，但对Ｈｅｒｔｚ接触区的剪应力分布有显著影响。

基于雷诺应力方程模型的全附体潜艇尾部伴流场三维粘性数值计算

采用Reynolds应力方程模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型的尾部伴流场进行了三维粘性数值模拟,将计算的潜艇尾部伴流场同有关文献的试验结果进行了比较,计算结果同试验结果具有很好的一致性。结果表明,Reynolds应力方程模型在潜艇的流场计算中特别是在对潜艇的尾部伴流场的计算方面具有很好的应用价值和发展前景。

考虑应力路径效应的堆石料剪胀方程研究

为揭示堆石料应力路径和剪胀特性相互影响机理,分析了等向压缩试验、常规三轴试验以及等p试验之间的应力应变响应关系。采用理论分析和试验验证的方法,在弹塑性本构模型框架下,提出一种新的考虑应力路径效应的剪胀方程构建方法,并通过多种应力路径堆石料三轴试验对新的剪胀方程进行验证。预测结果表明:构建的剪胀方程可以考虑应力路径的影响,尤其是等应力比加载路径的影响。研究结论揭示了等向压缩试验和等p试验的重要性,建议在建立考虑应力路径影响的剪胀方程和本构模型时利用这两类试验。

应力场、温度场、声场作用下煤层气的渗流方程

采用自制的可控声震法煤层气渗流实验系统,研究了不加声场和加声场作用下煤样的渗透特性,研究得出:在不加声场作用下,当矿压、孔隙压力、温度一定时,在煤样应力应变曲线的初始压密阶段和弹性阶段,渗透率随轴向有效应力的增大而减小。在应变硬化阶段,渗透率随轴向有效应力的增大而增大,临近试件破坏时,渗透率骤增;在不加声场作用下,当轴向应力、孔隙压力、温度一定时,煤样渗透率随有效矿压的增大而减小,且呈负指数关系;在声场作用下,当轴向应力、矿压、孔隙压力、温度一定时,声场作用能提高煤样的渗透率,且渗透率随作用时间的增长而增大。在实验研究成果的基础上,建立了应力场、温度场、声场作用下煤层气的渗流方程。

猪眼角膜的本构方程和应力松弛

通过猪眼角膜单向拉伸系统试验来确定其显著的非线性应力—应变关系。若合适地考虑一试件的松驰应变，就可发现测出的应力—应变数据非常适合于用来描述典型胶原组织的幂指数函数。在不同伸长比下测出了应力松弛程度。进而确定连续松弛谱中的三个参数。根据角膜纵向和横向的本构方程以及应力松弛的结果来看，角膜属各相异性材料。然而建立各相异性的模型存在困难，若把角膜视为各相同性的材料只是一个初步近似的假定。

应力敏感气藏产能方程研究

针对应力敏感气藏开发存在变渗透率的问题,定义了新的考虑应力敏感的拟压力,并从气体多孔介质渗流力学理论出发,建立了考虑应力敏感影响的气藏二项式产能方程,讨论了该方程参数的计算方法,最后进行了实例分析,讨论了储层应力敏感性对应力敏感气藏产能评价的影响。研究表明:考虑气藏渗透率应力敏感性时预测的气井绝对无阻流量值比渗透率为常数时预测的结果低,预测偏差幅度与储层应力敏感性大小相关,该研究对深入了解应力敏感气藏的产能评价及其开发动态预测有一定的实际意义。

受地应力、地温和地电效应影响的煤层瓦斯渗流方程

通过研究地应力、地温和地电效应对煤层瓦斯渗流特性的影响 ,获得了在地应力场、地温场和地电场中的煤层瓦斯渗透率k(σ,T ,E) ;并通过建立煤层瓦斯运动方程、连续性方程、气体状态方程和含量方程 ,推导得到了受地应力、地温和地电效应影响的煤层瓦斯渗流方程。

7050铝合金热压缩变形的流变应力本构方程

对7050铝合金在应变速率为0.01-10s-1、变形温度为250-450℃条件下的流变应力行为进行了实验研究。结果表明:7050铝合金热压缩变形中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的增加而降低;通过线性回归分析计算出7050材料的应变硬化指数n以及变形激活能Q,获得了7050铝合金高温条件下的流变应力本构方程。

可压缩材料平面应变滑移线应力方程的两种推证方法

本文采用两种方法推导出了可压缩材料平面应变滑移线的应力方程，所得结果一致。结果表明：在平面应变条件下，可压缩材料内的两族滑移线不是正交，而是随着平均应力的不同而变化；

铝合金7050高温流变应力特征及本构方程

在高温分离式Hopkinson压杆装置进行高温冲击压缩试验,研究航空铝合金7050-T7451在温度范围200—550℃及应变率范围1 400—2 800 s-1内压缩变形时的流变应力变化和特征。结果表明,流变应力随着温度的升高而降低,随应变率的升高而增大。温度对流动应力的影响较应变率对流动应力的影响更为显著。用修正的Johnson-Cook模型建立7050-T7451铝合金的本构方程,描述了该合金材料高温下流变应力、应变与应变率之间的关系。