垂直洞塞出口冲击区壁面压强特性

垂直洞塞作为一种新型消能工,其出口水流状态可视为淹没射流,出流区域为射流冲击区,受结构自身特点的影响,该类射流的流速大,射流冲击区壁面受到的压强大,为探索垂直洞塞出口冲击区附近有界区域内的壁面压强分布规律,为结构设计及水力设计提供科学依据,作者结合某大型泄洪洞工程,采用模型试验、理论推导及数值模拟相结合的方法,针对不同的出口射流流速及不同压坡位置,研究了垂直洞塞出口射流冲击区的壁面压强特性。结果表明：冲击压强的试验和数值模拟结果吻合良好;当轴线上压强测点同压强最大值处的距离和压强半宽值的比值小于1时,试验及数模得到的壁面压强与理论分析曲线贴合,但当该比值大于1时,且压坡段与射流中心之间距离和射流直径之比较小时,两者结果明显高于理论曲线,理论曲线此时不适用。定量分析表明：随着下游压坡段与射流中心之间距离的增加,底板轴线压强分布逐渐贴合理论曲线;当压坡段与射流中心之间距离和射流直径之比大于2.35时,冲击区下游压坡段位置对底板压强半宽值无显著影响,各试验组次中底板压强半宽约为射流直径的0.3倍;射流冲击区内,顶部和侧壁壁面的压强随着离射流中心的距离减小而降低,在泄洪洞上游封堵处压强达到最大值。     

超声珩磨中声空泡溃灭微射流冲击特性的研究

超声珩磨加工过程中会产生强烈的声空化现象,近壁空泡溃灭会产生高速微型射流,冲击材料表面造成变形损伤.为探究空泡溃灭微射流的冲击特性及其对壁面材料的作用,选用sph-fem方法,建立微射流冲击壁面模型,进行仿真分析,并设计超声珩磨谐振系统空化试验.结果表明:微射流冲击壁面后形成高速侧向射流,且其最大速度可达到冲击速度的1.593倍,高速侧向射流对材料产生剪切作用;微射流冲击中后期射流中部粒子在激波作用下反向运动向上凸起;微射流冲击后壁面产生直径约8μm,深约0.173μm的微型凹坑,凹坑边缘有材料隆起,射流边缘冲击效应最强;试验中单微射流冲击下产生的凹坑直径在6~12μm之间,与仿真分析结果一致.     

圆形自由射流冲击任意热流密度平板时的换热分析

对射流冲击平板时的层流运动给出了速度和温度边界层的综合划分,用积分方法得到了小P_r数下等热流平板和高P_r数下任意热流平板的驻点区流动换热关系式,在部分壁面射流区,利用Mangler变换技巧,得到任意热流平板的换热系数,并以等热流平板作为特例,与精确解和数值解作了比较,都具有较好的一致性。     

倾斜入射的横向紊动射流温度场的数值模拟

基于控制容积法,采用Realizablek-ε湍流模型对135°倾斜入射的横向紊流射流流场下游的流动和传热特性进行了数值模拟。通过比较和分析不同吹风比对横向紊动射流温度场的影响,结果表明:随着吹风比的减小,射流对主流温度场的影响范围沿垂直方向和沿横向减小;低速度比时,射流对近下游区壁面附近的温度场的影响较大,但对远下游区的影响并不好于较高吹风比的情况;在不同的吹风比时,近下游区受到射流的影响都是最大的,且射流在近下游区域的流动发生了分叉现象。     

冲击射流二次生成涡的大涡模拟研究

为揭示冲击射流大涡拟序结构的变化规律，研究了冲击射流壁面二次生成涡卷起及与壁面分离的演化特性.采用Smagorinsky提出的亚网格尺度模型，得出了壁面二次生成涡结构变化与冲击高度、雷诺数和喷嘴宽度的关系.数值模拟结果表明，雷诺数对壁面二次生成涡的卷起位置影响较小，但是壁面二次生成涡与壁面的分离位置却有随雷诺数增大而外移的趋势.随着冲击高度的增加，二次生成涡卷起及与壁面分离位置距离滞止点的位移也相应的增加.当冲击高度与喷嘴宽度的比值取值相同时，喷嘴宽度的大小对壁面二次生成涡的演变特性基本上没有影响.     

有射流冲击的短扰流柱排内流场的数值模拟

采用隐式有限体积法术解三维Navier-Stokes雷诺时均湍流方程，对涡轮叶片尾缘区内有射流冲击的短扰流柱排通道内流场进行了数值模拟。湍流模型采用RNG k-ε双方程模型，近壁处湍流利用双层非平衡壁面函数法处理，采用SIMPLE算法求解速度与压力的耦合。数值计算详细的揭示了有射流冲击的短扰流柱排内的流动发展过程以及射流冲击对流场分布和压力分布的影响，并与实验结果进行了对比研究，计算结果和实验数据符合较好。     

有射流冲击的短扰流柱排内柱面的传热实验研究

对前缘上游有单排孔板射流冲击的涡轮叶片内扰流柱通道柱面进行了详细的传热实验研究 ,获得了不同实验条件下扰流柱表面的局部换热系数分布 ,结合流场测量结果分析了柱面换热规律。结果表明换热系数分布很大程度上受射流冲击的影响 ,在扰流柱前缘附近存在高强度换热区域 ,沿柱面随角度的增加努谢尔特数逐渐减小 ,角度 θ为 90°附近存在一片低强度换热区域 ,尾缘区换热强度最低。结果还表明尽管平均努谢尔特数随雷诺数的增大而显著增大 ,平均换热强化系数却随雷诺数的增加先增大而后逐渐减小。有射流冲击的柱面换热效果明显优于无射流冲击情况。     

横流中紊动射流的数值实验研究

采用ＳＩＭＰＬＥ算法等结合高雷诺数Ｋ－ε紊流模型１壁面函数法,混合长度理论和斜交曲线坐标系,编制通用计算程序,研究在给定的横流条件下（即一定的速度、温度、压力和紊流度等）,以及在不同的主流与射流的速度比下,布置在平面壁面和曲面壁面上的横流方向垂直的不同射流的轴线轨迹,流道内速度场的变化规律,另外通过计算和分析表明,紊动射流的存在一定程度上改善了原有的气相流场结构,从而为今后应用紊动射流来对叶栅进行     

单束圆形射流冲击在小尺寸加热面上的局部换热特性

实验研究了液体射流垂直冲击在加热竖直小壁面上的局部换热特性,在Re_d=4.04×10~3～1.37×10~4范围内,驻点换热可以用方程 Nu_d=1.29P_r~m·Re_d~(0.5)表示,对于湍流,势流核心长度L/d与速度无关,L/d=5,建议势流核心外驻点Nu与Z/d的关系用 Nu_d/Nu_(max)=[(L/d)/(Z/d)]~(0.5)表示,势流核心区内换热系数的径向分布用以下方程表示: 驻点区:Nu_d/Nu_(max)=(r/d)~(-0.5)tanh~(0.5)(0.88r/d) 壁面射流区:Nu_d/Nu_(max)=0.348Re_(d,u_0)~(n-0.5)·(r/d)~(-1.25)实验比较了自由射流与浸没射流的换热效果,发现驻点及径向分布结果相同,喷距的影响有差别。     

圆形液体浸没射流冲击驻点传热的数值模拟

对圆形液体浸没层流射流的流场结构和冲击驻点的单相传热进行了数值模拟．考虑的因素为喷嘴直径、喷嘴至冲击板距离、射流速度和加热面尺寸等．计算结果表明：冲击板上涡的位置随Ｒｅ的增加而远离对称轴．对于充分发展的管形喷嘴而言,驻点换热随射流出口Ｒｅ的增加和喷嘴直径的减小而增强;在５＜Ｚ／ｄ＜９内出现峰值,与加热面尺寸无关．     

用气体喷射强化模拟微电子基片对低挥发性液体的传热

通过实验研究了利用气体喷射强化微小加热面对低挥发性液体的传热,在较高的气体喷射速度下,加热面驻点处的局部换热系数比自然对流时高12倍,实验揭示了气体喷射速度、热流密度及喷嘴至加热面间距离对传热的非常复杂的影响。此外,还测量了局部换热系数在加热面上的分布,结果表明局部换热系数的最大值并不在驻点而是在它的上面。     

Fundamental studies on enhancing heat transfer in contact zone during high efficiency grinding

On the basis of research on the thermal effect in grinding contact zone during high efficiency grinding, an idea of enhancing heat transfer in contact zone using high pressure water jet impinging is advanced. Fundamental heat transfer experiments on enhancing heat transfer with high pressure water jet impinging were completed. The maximum speed of jet impinging reaches 110m/s. The experimental results of transient and steady-state experiment prove that the critical heat flux and the heat-transfer coefficient of water jet impinging are 70 and 30 times those of the pool boiling, respectively. Furthermore, a new grinding fluid supply system was employed to enhance heat transfer in grinding zone by high-pressure water jet impingement during creep feed grinding. The experimental results show that high-pressure water jet impinging has remarkable cooling effect. The temperature of the workpiece surface can be steadily kept below 100℃, while the workpiece is badly burnt with conventional coolant supply. The stu     

热湿气候地区墙体内部冷凝分析

根据Motakef和E1-Masri的研究,将墙体分为“干-湿-干”3个区域。以多孔介质传热传质学为基础,将水蒸气冷凝看成是湿源、热源、蒸汽汇,建立起墙体湿区域内、热湿耦合传递方程。通过分析解得到了墙体内冷凝率和液态含湿量的分布曲线以及达到临界含湿量所需的时间。分析结果表明墙体内的冷凝率跟湿区域两侧的温差成正比,最大冷凝率出现在低温侧的湿区域边界处。     

Analysis profile of the fully grouted rock bolt in jointed rock using analytical and numerical methods

The purpose of this study was to investigate the effect of bolt profile on load transfer mechanism of fully grouted bolts in jointed rocks using analytical and numerical methods. Based on the analytical method with development of methods, a new model is presented. To validate the analytical model, five different profiles modeled by ANSYS software. The profile of rock bolts T₃ and T₄ with load transfer capacity, respectively 180 and 195 kN in the jointed rocks was selected as the optimum profiles. Finally, the selected profiles were examined in Tabas Coal Mine. FLAC analysis indicates that patterns 6+7 with 2NO flexi bolt 4 m better than other patterns within the faulted zone.     

Application of high-pressure water jet technology and the theory of rock burst control in roadway

This paper puts forward using high-pressure water jet technology to control rock burst in roadway, and analyzes the theory of controlling rock burst in roadway by the weak structure zone model. The weak structure zone is formed by using high-pressure water jet to cut the coal wall in a continuous and rotational way. In order to study the influence law of weak structure zone in surrounding rock, this paper numerically analyzed the influence law of weak structure zone, and the disturbance law of coal wall and floor under dynamic and static combined load. The results show that when the distance between high-pressure water jet drillings is 3 m and the diameter of drilling is 300 mm, continuous stress superposition zone can be formed. The weak structure zone can transfer and reduce the concentrated static load in surrounding rock, and then form distressed zone. The longer the high-pressure water jet drilling is, the larger the distressed zone is. The stress change and displacement change of non-distressed zone in coal wall and floor are significantly greater than that of distressed zone under dynamic and static combined load. And it shows that the distressed zone can effectively control rock burst in roadway under dynamic and static combined load. High-pressure water jet technology was applied in the haulage gate of 250203 working face in Yanbei Coal Mine, and had gained good effect. The study conclusions provide theoretical foundation and a new guidance for controlling rock burst in roadway.     

非均质土中基于虚土桩法的桩基纵向振动

在考虑桩底有限土层影响的情况下,研究非均质土中桩在纵向振动荷载作用下的动力特性.在将桩截面积范围内有限层桩底土模拟为虚土桩的基础上,建立虚土桩 土、桩 土耦合振动模型,采用复刚度传递多圈层平面应变模型建立桩、虚土桩与桩侧土的纵向振动动力方程,利用桩 土、虚土桩 土以及虚土桩 桩的耦合接触条件求解动力方程,得到桩顶频域响应解析解和时域响应半解析解.通过对虚土桩参数的研究检验桩底土对桩动力响应的影响,得到一系列桩顶速度导纳曲线、时域反射波曲线以及复刚度曲线表现规律图.     

二元两相射流冲击传热研究

研究了用氮气和水同时喷射时的传热规律,在热负荷小于10~5(W/m~2)时,出现了所谓“负温差传热”的特殊现象,在高负荷下,有很高的传热系数,存q=2.8×10~8(W/m~2)时,壁温只有58℃,本实验研究了喷射间距和氮气、水流速对换热的影响,发现在一定条件下都有一个最佳值,同时还测定了横向局部换热系数。     

单束园形浸没水射流冲击传热的实验研究

首次报导了单束园形浸没水射流冲击在竖直平板上局部热特性的实验结果。驻点传热同已有文献报导的自由射流的结果基本一致,可用本文中公式来关联。喷咀与传热面间距对驻点传热的影响也给出了计算予算公式。文中还给出了局部传热系数的经向分布,在高Re数下观察到了二次峰值的现象。