垂直上升管高黏气液环状流流动规律

为了研究高黏气液条件下垂直管环状流动规律,对不同黏度下的流动状态、持液率及压降值进行了实验和数值模拟分析.分析结果表明:液相黏度的增大使液膜厚度增大,气芯液滴数目增多,平均持液率逐渐增大,同时液膜厚度、平均持液率和气芯液滴数目因气体流速的增大而减小;液相黏度的变化对环状流压降有一定影响,总压降和各分压降随着黏度的增大而...     

微尺度剪切驱动流滑移膜阻尼的有效多松弛时间格子Boltzmann模拟（英文）

采用Knudsen边界层模型将壁面效应与稀薄效应引入松弛时间的修正中,通过修正后的有效多松弛时间-格子Boltzmann模型(MRT-LBM)进一步研究微尺度剪切驱动流滑移膜阻尼的物理特性.对比MRTLBM模型与蒙特卡洛模型、高阶格子Boltzmann模型的板间速度分布的吻合度;将切向动量调节系数r对板间速度分布的影响与高阶格子Boltzmann模型的数据进行分析对比,验证了MRT-LBM模型用于分析微尺度非平衡剪切驱动流滑移膜阻尼时的有效性.最后利用该模型研究努森数Kn、斯托克斯数β和板间间隙对微尺度剪切驱动流滑移膜阻尼的影响.结果表明:在过渡区,对于平板剪切振荡驱动流,随着努森数或板间间隙的增大,上平板下表面的滑移膜阻尼逐渐减小;斯托克斯数越大,滑移膜阻尼越大.     

多圆柱绕流的数值模拟及力学分析

基于计算流体力学理论，采用Fluent对3种不同雷诺数下多圆柱绕流模型进行了仿真研究，得到了速度云图和升阻力系数随时间变化的曲线。仿真结果表明：尾涡区的长度和紊动强度随来流的雷诺数增大而增强。圆柱的阻力系数随雷诺数的增加而降低，流动由层流变为紊流，且湍动更强烈；第1列小圆柱升力系数随雷诺数的增大而逐渐减小。从第1列至第4列升力系数振荡幅度逐列增加，第4列圆柱的升力系数振荡幅度较大，最大值为其他列圆柱的2倍以上；Re=5 000时的速度云图和实验装置的流动图像接近，与数值模拟实验装置的流动规律相似。     

不同压力下混合蒸气在板式换热器凝结特性

为了研究不同压力下具有Marangoni效应的混合蒸气在可拆板式换热器中的凝结换热特性,设计并搭建了具有高气密性的板式换热器实验台。通过实验方法,在混合蒸气流速25 m/s的条件下,研究了不同气相酒精质量浓度(0%,1%,10%,50%)在不同蒸气压力(70,80,90 k Pa)下,饱和混合蒸气在可拆板式换热器中的凝结换热和蒸气侧压降随冷却水进口温度变化的特性。板式换热器由三块人字波纹板片组成,换热方式为逆流换热。实验结果表明,在相同蒸气浓度、蒸气流速和冷却水进口温度条件下,高压下的平均换热系数比低压大,而压降相反。蒸气压力对平均换热和压降的影响因混合蒸气酒精浓度的不同而不同,与纯水相比,在低浓度(1%)时,压降几乎相同,而传热系数增大约6%;在中浓度(10%)和高浓度(50%)时,压降明显增大,同时传热系数也有显著降低。     

高超声速风洞进气道流量系数测量精度影响因素研究

进气道是飞行器动力装置的重要组成部分,准确测量进气道流量系数是进气道风洞试验的重要内容。对来流马赫数Ma=4.5,5.0和6.0状态下皮托管进气道开展流量系数测量研究,通过对比理论值和实测值,获取各状态流量系数修正系数。试验结果表明,随着来流马赫数增加,进气道流量系数与理论值偏差较明显,并逐渐增大。超声速风洞试验通常认为测量截面总温与来流总温相等,通过对测量截面总温与来流总温偏差以及测量截面流场畸变情况的分析,判断测量偏差主要是由测量截面总温等于来流总温的假设导致的。在高超声速风洞试验中,由于模型壁面热交换的存在,测量截面总温低于来流总温,进气道流量系数测量时需要进行总温修正,以提高流量测量精度。      

单个微小通道中液氮流动沸腾换热实验研究（英文）

目的:面向液体火箭发动机再生冷却,针对较高亚临界压力下单个垂直微小通道中液氮的流动沸腾传热特性开展实验研究,讨论并分析热流密度、密流和入口压力对沸腾曲线和局部换热系数的影响,以获得液氮在微小通道中较高亚临界压力下的流动沸腾传热机理及实验关系式。创新点:1.通过工况参数对沸腾曲线和局部换热系数的影响分析,得到液氮在微小通道中较高亚临界压力下的流动沸腾传热机理;2.提出微小通道中较高亚临界压力下的流动沸腾传热修正关系式。方法:1.通过实验方法,得到液氮在微小通道中较高亚临界压力下的沸腾曲线和局部换热系数;2.通过实验与理论分析相结合,得到液氮在微小通道中较高亚临界压力下的流动沸腾传热机理;3.通过理论分析,将实验结果与六种预测关系式进行比较,并根据实验数据提出一种改进的实验关系式(表7)。结论:1.热流密度对换热系数有较大影响,随着热流密度的增大,出现了三种变化趋势;2.在实验范围内,密流的增大抑制了核态沸腾,并且降低了环状流的局部换热系数;3.入口压力的增大在较大干度范围内增大了局部换热系数,直到局部蒸干的出现;4.综合考虑核态沸腾和局部蒸干两种主导传热机理,在Tran关系式的基础上提出了一种适用于较高亚临界压力条件下微小通道中液氮流动沸腾的修正实验关系式(平均绝对误差为19.3%)。     

油气在竖直管内湍流流动时冷凝的数值模拟

为了探索油气在冷凝回收过程中的冷凝规律,采用气液两相流模型描述了油气在竖直管内湍流流动时的冷凝过程.采用有效传质系数描述了油气组分的质量传递.模拟了油气在管内冷凝时的温度、管内压力、液膜厚度和Nusselt数的变化,得到了入口油气和管壁的温差、雷诺数对冷凝率和Nusselt数的影响.结果显示：增大入口雷诺数能显著增强传热和冷凝,但是增大入口油气和管壁的温差对冷凝率的影响较小;另外,还发现传质阻力对油气冷凝率有较大影响.此模型的计算结果与先前的实验数据能够很好地符合.     

海底(子母)管道在波流作用下水动力载荷的实验研究

本文是在研究组对“波流作用下海底管道水动力系数 C_D、C_M、C_L 值的确定和选取”、“带压块海底管道上的水动力载荷实验研究”和“部分埋设海底管道渡流作用时的水动力效应实验研究”等项目研究成果的基础上,以 JZ20-2海底输气管道工程的为背景,对 JZ20-2的子-母管在波流作用下水动力载荷的确定进行的实验研究。同样,子-母管的水动力系数 C_D、C_M 与 KC 数明显相关,随KC 数的增大而减小;水动力系数 C_M 多在1—4之间变化。实验中对规则波加拖厢造流与不规则波自然加流的试验结果,二者比较—致。因而建议在工程设计中,可直接按规则波加拖厢造流的方法和设备,并偏于保守。     

开尔文型节理岩体电磁辐射的影响

为进一步明确岩石中节理对电磁辐射传播的影响,基于压电效应,获得纵波作用下产生的电磁波在开尔文型节理面前后的强度关系。研究了节理参数、岩体电性参数等对电磁辐射强度的影响。结果表明,电磁辐射的强度随节理初始刚度增大而增大;电磁辐射强度随粘性系数增大而增大;电磁辐射强度随粘性系数的变化同时受到频率的影响。研究结果与其他学者得出的实验结果一致的。     

超声驻波场下W/O乳状液分离特性研究

建立超声驻波场下油中水滴的位移模型,研究声强、辐照时间、频率、油水界面张力以及油品黏度对W/O乳状液分离特性的影响。对比位移模型和试验结果发现:脱水率随声强的增加先增大后减小,存在一个最优声强Io,使得脱水率达到最高;脱水率随辐照时间的增加先增大后减小,存在一个最优辐照时间To。随着超声波频率的增大,乳状液脱水率逐渐减小,且最优声强Io也减小。声流与声空化对超声驻波场下乳状液的分离过程有较大的破坏作用。乳状液脱水率随油水界面张力的降低先增大后减小,随油品黏度降低而增大。     

海森伯格XXZ模型在DM作用下的负值度

利用负值度研究在外加磁场和DM相互作用下两量子比特海森伯格XXZ模型的热纠缠,仔细讨论了温度、磁场和DM系数对纠缠程度的影响。在临界温度以上纠缠消失,小于临界温度时,负值度随DM系数的增加而增大,在系数D一定时,负值度随外加磁场的增加而减少,存在一个临界磁场。     

一个修正的蠕变系数及其在软黏土黏塑性模拟中的应用(英文)

研究目的:提出一个更优的描述黏土非线性蠕变的方法。创新要点:1.提出了一个修正的蠕变系数,该系数与土体的密度相关,物理意义明确;2.将修正的蠕变系数嵌入到新开发的一个黏塑性模型中,实现了基于ABAQUS的本构二次开发;3.为工程实例的计算提供更为有效的模型。研究方法:1.总结广泛的调查土体蠕变试验结果,提出修正的蠕变系数(图3);2.给出修正的蠕变系数表示方法以及力学特性(图4);3.将所提系数嵌入到有限元程序中,验证了其准确性(图5)。重要结论:1.修正的蠕变系数可以很好地描述软黏土蠕变系数随孔隙比变化的规律;2.通过工程案例证实了修正系数的优越性。     

基于RC等效电路模型的锂电池SOC估计

针对电动汽车动力锂电池,提出一种能够在恒流及变流放电工况下修正SOC估算误差的方法.首先以双阻容并联网络RC作为锂电池等效电路模型,采用最小二乘法对模型参数进行估计,再依据模型及实验数据构建锂电池非线性状态方程,对锂电池开路电压与SOC的关系进行拟合,最后结合EKF算法与安时积分算法估算锂电池SOC,并采用脉冲放电实验...     

实验室用微小型二相流风洞流道设计

为了验证风沙二相流风洞数值模拟计算高速列车在风沙环境下数值模拟的正确性,并对数值模拟结果进行修正,进行了风沙二相流风洞可行性验证及风洞设计。本风洞设计主要通过数值模拟确定试验列车模型按1∶100缩小,风速为15m/s情况下风洞主要实验流道装置的最小尺寸。结果显示,试验段截面尺寸宽、高、长分别为300 mm×300 mm×600 mm时满足对高速列车缩小模型二相流风洞试验要求。仿真模拟数据与大气环境下数值计算工况相差微小,数据没有明显失真。说明该尺寸可以应用于风动实验装置的搭建,为风洞初期设计提供了一种设计依据。     

涡轮叶片不同截面换热系数计算研究

随着发动机推力与耗油率指标的不断提高,尽可能降低涡轮叶片表面工作温度成为提升发动机性能的关键。通过给定的某型发动机涡轮工作叶片几何模型,建立了相应的二维计算模型,运用ANSYS系列软件进行建模、网格划分,数值模拟了跨音速工况下该型涡轮叶片沿叶高1/4处、1/2处和3/4处三个截面的流动分析以及换热系数分布和努赛尔数分布,分析了叶高变化对叶片壁面换热系数的影响。     

溶液浓缩倍率对铝的腐蚀行为的影响

针对中性水介质中金属铝的腐蚀问题,使用旋转挂片腐蚀试验仪,利用动态腐蚀失重法、动电位极化曲线、交流阻抗等电化学方法研究了金属铝在不同浓缩倍率模拟水样中的腐蚀行为。实验结果表明,随着溶液浓缩倍率的增大,金属铝的动态腐蚀速率出现增大的趋势。电化学试验结果表明,电荷传递电阻随着溶液浓缩倍率的增大而逐渐减小,导致电化学反应过程的阻力变小,加快了金属铝的腐蚀,与动态腐蚀失重法腐蚀速率的变化相对应。     

动载作用下沥青混凝土路面反射裂缝粘弹性响应分析

为研究沥青混凝土路面内部反射裂缝在动态荷载作用下的力学响应,采用ABAQUS有限元软件建立分析模型.通过对沥青混凝土蠕变试验曲线进行非线性拟合,得到Prony级数以赋予模型中面层粘弹性材料属性.基于粘弹性理论、时温等效原理、断裂力学及动力学有限元方法,利用半正弦荷载模拟动荷载作用,以断裂参数J积分以及复合应力强度因子作为裂缝扩展评价指标,对路面反射裂缝在不同车速、不同环境温度以及不同材料阻尼系数等条件下的力学响应进行分析.计算结果表明:反射裂缝断裂参数值随车辆行驶速度的增加而减小;不同结构温度下的断裂参数差异不明显;断裂参数曲线随阻尼比的增大而逐渐后移,且最大值逐渐减小.因此,通过改善车辆行驶条件以提高车辆行驶速度,以及通过改进材料组成来增大沥青混凝土阻尼系数,都能够有效延缓反射裂缝扩展速度,延长路面的正常使用寿命.     

涩北气田水平井井筒压力计算模型的建立

在国内外已有的水平井井筒压力计算模型的基础上,应用节点分析和迭代运算的方法．以涩北气田水平井为实例,研究了考虑在摩阻状态下的气藏水平井的压力分布,并且根据气相渗流与液相渗流的相似原理,对适用于油藏的水平井产能解析式进行了改进,获得了适用于气藏的水平井解析式。计算结果表明：在气藏中．越接近水平井的跟部,流量越大,产生的摩阻也越大,其压力梯度也越大;越接近水平井段趾部,流量较小,产生的摩阻也越小。其压力剖面也越平缓;随着管径的变大,井筒压力变化幅度变小。但随管径不断增大,这种减少摩阻影响的优点会减小;摩擦压降与重位压降相比很微小,在负角度时．重位压降可抵消一些摩擦压降;井筒有一定角度倾斜的情况下,将有利于提高气藏的产能。     

灰分载量对cDPF压差的影响研究

针对国六重型柴油机,采用可靠性试验和热冲击试验方法完成了纯被动再生c DPF灰分加载,并应用发动机台架试验开展了灰分载量对cDPF压降的影响研究。结果表明,纯被动再生的灰分加载速率与发动机运行工况相关;稳态工况的中、高排气流量时,带灰分的c DPF压降与体积排气流量呈明显的线性相关性,而对应的低排气流量没有显著特征;加速过程的压差随体积排气流量变化曲线和减速过程的压差随体积排气流量变化曲线差异较大;变工况过程带灰分cDPF压差随体积排气流量变化曲线与载碳DPF压差随体积排气流量变化曲线表现出明显的差异;在带灰分情况下,根据压差获得的碳载量模型需要考虑灰分载量。     

宽幅排量工况下轴向柱塞泵容积损失及效率变化特征（英文）

目的:宽幅排量工况下高效率性能对于作为变排量泵控节能系统动力源的柱塞泵至关重要,而现有研究对宽幅排量工况下泵效率及各容积损失变化特征的认识尚为不足。本研究探索并阐明泵效率、容积损失(泄漏损失及压缩流量损失)及各损失所占比重随排量工况的变化特征。创新点:1.提出更完整的滑靴副泄漏计算方程,建立显式容积损失仿真模型,发现由滑靴挤压微运动造成的挤压泄漏的不可忽略性;2.揭示泵压缩流量、泄漏流量及其造成的能量损失随排量工况的变化特征。方法:1.基于纳维-斯托克斯方程及流体连续性方程,推导出更完整的滑靴副泄漏计算方程,基于此方程建立显式容积损失仿真模型;2.在不同压力、转速及排量工况组合下对泵各损失进行224组大范围工况下的大量实验测试;3.基于仿真结果及实验结果对宽幅排量工况下泵效率及各容积损失变化特征进行分析讨论。结论:1.泵总效率随排量减小显著下降;2.在额定转速工况下,5~35 MPa压力等级及13%~100%满排量变化范围内,泵容积损失在泵总损失中所占比重在13%~47%幅度内变化;3.额定转速下泵压缩流量损失在总容积损失中所占比重在30 MPa压力及88%满排量等级以上时最高可达41%,此后随着排量减小而逐渐减小,当排量降至低于38%满排量或压力降至低于5 MPa时,压缩流量损失在泵总容积损失中占比低于20%;4.压缩流量随排量减小而减小,而在绝大部分工况下,泵泄漏流量的典型变化特征是随着排量减小而逐渐增大,或先随着排量减小而减小,但在当减小到某一极小值时随着排量进一步的减小而逐渐增大;5.由滑靴挤压微运动造成的滑靴副挤压泄漏可以达到与由压差效应造成的滑靴副压差泄漏相当的数量级。