液膜表面波在切应力作用下的线性稳定性

基于液膜表面的力平衡方程和边界条件,建立了在切应力作用下表征沿倾斜壁面下降液膜流动特性的O-S方程。利用摄动方法,求得了液膜表面波扰动的无量纲流函数扰动和波速表达式,分析了切应力、雷诺数和波数对稳定性的影响。研究表明:切应力是影响液膜稳定性的重要因素之一,同向切应力起不稳定性作用,反向切应力起稳定性用;液膜表面波的稳定性随雷诺数增大逐渐减弱;反向切应力使临界雷诺数增大、扰动增长率减小,同向切应力则起相反作用;表面波扰动的传播速度与波数有关,长波的传播速度低于短波,同向切应力使其传播速度增大,反向切应力使其减小。     

二维剪切液膜流表面波的线性稳定性特征

当气液界面存在气流剪切作用时,将在不同程度上影响液膜流动的水动力学特征和流动稳定性。基于层流剪切液膜流动的稳态解,分析了切应力对液膜流动状态的影响。采用积分法,建立了沿倾斜壁面下降的二维剪切液膜流表面波扰动演化方程,模型中包含界面切应力、雷诺数、波数和倾角等参数的影响。研究表明:行波和惯性波的波速受均雷诺数和切应力的影响;同向切应力为不稳定性因素,逆向切应力的稳定性影响与雷诺数有关;同向切应力使临界雷诺数减小,逆向切应力使其增大,切应力对临界雷诺数的影响在不同倾角下也有所不同。     

横纹管脉冲流流动与换热数值分析

通过数值模拟计算,研究低振动雷诺数下横纹管内脉冲流流动和换热.数值计算结果表明:脉冲流动引起出口压力正(余)弦波动,波动幅度随脉冲流振幅、频率的增大而增大;脉冲流动能够使流体在低速和低振动雷诺数下产生漩涡,并周期性生成、迁移和脱落;由于漩涡的作用,增强了流体的径向扰动和相对扰动,增大了横纹管内壁切应力,引起壁面切应力的周期性变化,减薄边界层,增强流体质量、能量输运;随着脉冲流振幅的增加,强化传热系数最高可以达到1.97.     

某输流管道两种管壁应力作用下的屈曲分析

压力管道在航空、航天、机械工程、工业与民用建筑领域以及其他领域有着广泛的应用,失稳屈曲是其主要失效形式之一。首先将复杂的流固耦合问题简化为2种管壁应力作用下的管道屈曲问题。这2种应力是指:垂直于管壁的压应力和平行于管壁的切应力。其次,采用有限元方法分析了压力管道工作状态和非工作状态的屈曲性能。通过求解和分析,得出以下主要结论:第一,切应力不变,随着压应力的增大特征值屈曲临界载荷增大,而非线性屈曲临界载荷减小。第二,压应力不变,切应力与轴向压力方向相同时,随着切应力绝对值增大,屈曲临界载荷减小;切应力与轴向压力方向相反时,随着切应力绝对值增大,屈曲临界载荷增大。     

剪切液膜线性化稳定方程

以边界层理论为基础,基于完整的边界条件,建立了切应力作用下沿倾斜壁面下降的液膜表面波的边界层模型,推导了边界层模型的Orr-Sommerfeld方程。利用摄动方法获得了扰动波的行波和扰动量的理论表达式,模型包括切应力、雷诺数、波数、表面张力、倾角等参数对液膜稳定性的影响,为进一步从理论上分析切应力作用下液膜表面波流动的稳定性特征奠定了基础。     

蒸发或冷凝薄液膜的时域稳定性特征

基于Prandtl边界层理论和完整的边界条件,采用Collocation方法,推导出沿倾斜壁面下降的在蒸发、等温和冷凝状态下普遍适用的二维降膜表面波扰动时域稳定性方程。通过研究蒸发或冷凝薄液膜流动的稳定性特征曲线,包括中性稳定性曲线和最快速波的特征曲线,分析了蒸发、等温和冷凝等不同状态下热毛细力、雷诺数、流体物性和壁面倾角对稳定性的影响,并讨论了上述各因素在不同雷诺数下的相对作用。     

切应力作用下的层流饱和蒸发降膜流动和传热模型

处于切应力作用下的层流饱和蒸发降膜流动,具有广泛的工业应用价值和潜在的应用前景。基于力平衡和能量守恒原理,建立了在同向或反向切应力作用下层流饱和蒸发液膜传热特性的物理模型,推导出无量纲液膜厚度和表面传热系数与流动长度、界面切应力、界面对流换热强度、雷诺数间的非线性关系式,为从理论上揭示层流饱和蒸发液膜的传热机理提供了一种可供分析的数学模型。     

内置偏心螺旋扭带换热管层流传热的数值模拟

利用数值模拟方法对本文提出的内置偏心螺旋扭带换热管模型的层流传热特性进行计算与分析.研究结果表明:在一定的结构参数范围内,换热管的对流传热系数随着扭带偏心率的增加而增大,且雷诺数越大增幅越显著;在层流状态下,增大扭带偏心率能降低流体流动阻力系数,特别是在较低雷诺数下,阻力系数降低的程度更为明显;在雷诺数及扭带偏心率一定的情况下,换热管的对流传热系数随扭带扭率的减小而增大,但阻力系数也相应增大;换热性能评价指标在层流状态下均大于1,且随着偏心率及雷诺数的增加而变大,但当Re1 500后评价指标产生小幅波动,表明流体逐步由层流状态过渡到湍流状态.     

单管塔塔头模型风洞试验

为研究单管塔塔头关键参数变化对所受风荷载及其变化规律的影响,基于高频测力天平技术,在均匀流场中对大比例单管塔塔头模型(双轮式)进行了风洞试验。试验主要研究了塔身直径、天线尺寸、外挑距离等参数对阻力系数的影响,阻力系数在高雷诺数区间内的变化规律以及外部天线对塔头整体阻力的贡献。试验结果表明:整体模型阻力系数对雷诺数变化不敏感,阻力系数随着塔身直径的增大而减小;塔身阻力系数受风向角影响较大,其下降斜率随着塔身直径增大而增大,下降趋势逐渐趋于平缓。将外部天线所受阻力与整体模型所受阻力之比定义为天线外形影响系数,试验结果表明:天线外形影响系数随雷诺数增大而增大,在高雷诺数段趋于平稳,且随着塔身直径的增大,影响系数减小,天线对塔头整体阻力的贡献减弱;天线外形尺寸对模型阻力系数及其变化趋势影响较小;模型阻力系数随着外挑距离的增大而增大,且其随雷诺数的变化受外挑距离的影响较小。     

嘉陵江与长江交汇水流顶托效应特性研究

干支河流交汇是河流水系发育与演化的重要形式,在河流交汇区常发生水流顶托现象。水流顶托显著影响着干支流交汇区水位、水面比降及床面切应力特性,从而制约着交汇区水沙运动特性及河床演变过程。本文以嘉陵江与长江交汇区为例,基于实测资料与不同组合干支来流的数值模拟结果,突出分析了不同干支来流条件下典型区域水位、水面比降及床面切应力变化特性,结果表明嘉陵江对长江的顶托作用随汇流比的增大而增大,长江上游水面比降随汇流比增大而减小,床面切应力随汇流比增大而减小。     

浮力对竖直管内热进口段空气对流换热的影响

用数值解析方法对竖直圆管内热进口段空气对流传热时,浮力引起的自然对流以对传热和流动的影响进行了研究,得到了浮力与主流同向和反向两种场合下的速度、流线、壁面剪切应力及努塞尔特数的分布,并在Pe-│Gr/Re│坐标系中给出了因浮力产生的逆向回流区域。研究结果显示：在加热即浮力在与主流同向时,壁面剪切应力和努塞尔特数随Gr/Re的增大而增大,在较高Gr/Re下和中心出现逆流,对象传热系数在出现逆流处达到局部最大值,传热得到强化;冷却即浮力与主流反向时,壁面剪切应力和努塞尔特数随│Gr/Re│的增大而减小,│Gr/Re│较高时管壁处出现逆流,传热系数则在逆流区后端出现极小值,传热减弱。     

单层厂房横向地震反应的行进波效应(Ⅲ)——一端有山墙厂房

推导出一端有山墙单层厂房在行进的地震波作用下横向地震反应的计算公式.算例结果表明:行进波效应与单层厂房柱刚度、屋盖刚度及波在场地中的传播速度有关.     

局部加强裂纹板的断裂研究

采用复应力函数理论和离散化数值解法相结合的方法,求解了拉伸载荷下局部加强裂纹板的应力强度因子,对结构的止裂性能进行了分析.通过对加强复板与裂纹板之间的横向和纵向剪切应力的大小和分布进行分析计算,研究了加强复板对裂纹的止裂机理,沿复板方向分布的纵向剪切应力在结构止裂中起主要作用.     

A numerical simulation of nonlinear propagation of gravity wave packet in three-dimension compressible atmosphere

By using FICE scheme, a numerical simulation of nonlinear propagation of gravity wave packet in three-dimension compressible atmosphere is presented. The whole nonlinear propagation process of the gravity wave packet is shown; the basic characteristics of nonlinear propagation and the influence of the ambient winds on the propagation are analyzed. The results show that FICE scheme can be extended in three-dimension by which the calculation is steady and kept for a long time; the increase of wave amplitude is faster than the exponential increase according to the linear gravity theory; nonlinear propagation makes the horizontal perturbation velocity increase greatly which can lead to enhancement of the local ambient winds; the propagation path and the propagation velocity of energy are different from the results expected by the linear gravity waves theory, the nonlinearity causes the change in propagation characteristics of gravity wave; the ambient winds alter the propagation path and group velocity of gr     

内外单螺带—锚搅拌槽中粘弹性流体的流速分布和混合时间

本文用照相法测定了内外单螺带锚搅拌槽中高粘牛顿流体和粘弹性流体的流速分布,用示踪粒子法和脱色法分别测定了循环时间和混合时间,结果发现: (1)在低Re~*数下,对于同一转速,粘弹性流体的切向速度大于牛顿流体,而轴向速度则小于牛顿流体。 (2)在槽中的低剪切区,两种流体的剪切率分布相差不大,而高剪切区的剪切率和全槽平均剪切率都是粘弹性流体的大。 (3)粘弹性流体的混合时间NT_M和循环流量N_q与牛顿流体和假塑性流体相比分别增加一倍和降低70％右左。     

单层厂房横向地震反应的行进波效应(I)——两端有山墙厂房

将单层厂房的屋盖简化成剪切梁 ,柱刚度连续化 ,建立振动方程后 ,给出边界条件的数学表达式 ,推导出行进波作用下两端有山墙厂房的拟静态反应及动态反应的计算公式 .并分析了地震波在场地中的传播速度对不同刚度厂房地震反应的影响程度     

相变材料微胶囊机械性能评价方法研究进展

相变材料微胶囊广泛应用于宇航飞机、新型战机、雷达系统、节能建筑、废热回收、农业大棚、冷热循环流体和调温服装等领域。从使用角度讲,相变材料微胶囊的囊壁应具有良好的机械性能,但不同应用场合对微胶囊囊壁机械性能的要求也不同。综述了国内外关于相变材料微胶囊机械性能评价方法的研究进展。指出应综合分析相变材料微胶囊颗粒在若干典型应用场合下的受力状态,并在此基础上构建具有较宽适用范围的机械性能评价方法。     

航空透明件应力集中的声弹检测

在应力与超声传播方向垂直情况下，建立了单向应力状态时双探头测量声速的表面波实用公式，研制了用于航空透明件表面检测的表面波超声换能器，运用表面波传播速度与表面应力之间的依赖关系，对有中心圆孔的ＹＢ－３航空透明件典型试件进行了局部应力集中状态的声弹检测实验，同时借助应变计测量方法做了对比实验。实验结果表明，构件表面局部应力声弹检测方法可靠、有效。