圆管分层层流的流动规律

从流体力学中N－S方程出发，建立了圆管两相分层层流流动的数学模型，通过两相分层层流的相互作用的流体力学分析，提出了两相流动界面的耦合条件，从而得到了一组完整描述两相圆管分层流的数学方程，再通过数值求解分层流的数学方程，得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律，应用圆管两相分层层流的流动规律，可以实现高粘流体的高效率输送，其节能效果十分明显。     

高炉风口多股流喷吹粉煤与空气流动数值模拟

为了揭示多股流喷煤枪喷吹粉煤－空气两相湍流流动过程流场分布情况,根据质量守恒、动量守恒、混合组平衡的基本规律建立了高炉粉煤喷吹三维气－粒湍流流动过程数学模型,采用K－ε-g方程描述风口风气－粒两相的湍流流动,并基于SIMPLE思想,通过对Euler坐标下节点离散化方程的耦合关系分析求解,对喷枪改型前后高炉风口内气－粒两相湍流流动进行了数值计算。结果表明：多股流喷煤枪能使粉煤颗粒流在风口内混合得更好。     

气泡羽流的双流体两方程湍流模型

从双流体概念出发,结合气—液两相流的特点,建立了描述两相湍流流动两方程模型,两方程为液相湍动能（ｋ）方程和湍动能耗散率（ε）方程．通过对各时均运动方程和两方程中三阶以下湍流相关项作模型化处理,完成了两相流基本方程组的封闭,并将模型用于均匀环境中圆形气泡羽流的数值计算,初步证实了其正确有效性．     

高浓度颗粒气固两相流动的二阶矩模型的数值模拟

采用动理学方法,用各向异性的M axwell颗粒速度分布函数,建立颗粒相Boltzm ann方程,分别取零次矩、一次矩和二次矩得到颗粒相连续方程、动量方程和二阶矩方程.模拟计算得到上升管内颗粒流场分布和脉动速度分布,与实验结果比较表明:各向异性颗粒动理学能够反映颗粒流动特性,从而能够更全面地认识高颗粒浓度气固两相流动过程.     

叶轮机械中的三元固液两相流动理论研究

本文根据所推导的固液两相基本方程，得到了水涡轮机械中固液两相流动的封闭方程。在此基础之上，基于两类相对流面，研究出了水涡轮机械三元固液两相流动的通用理论，对水涡轮机械中两相流动的流场计算及含砂水中的水涡轮机械叶片的抗磨蚀设计，都有十分重要的意义。     

气泡羽流的双流体两方程湍流模型

从双流体概念出发,结合气－液两相流的特点,建立了描述两相湍流流动两方程模型,两方程为液相湍动能方程和湍动能耗散率方程,通过对各时均运动方程和两方向中三阶以下湍流相关项作模型化处理,完成了上流基本方程组的封闭,并将模型用于均匀环境中菜气泡羽流的数值计算,初步证辽产其正确有效性。     

叶轮机械中的三元固液两相流动理论研究

本文根据所推导的固液两相基本方程，得到了水涡轮机械中固液两相流动的封闭方程。在此基础之上，基于两类相对流面，研究出了水涡轮机械三元固液两相流动的通用理论，对水涡轮机械中两相流动的流场计算及含砂水中的水涡轮机械叶片的抗磨蚀设计，都有十分重要的意义。     

液固二相流动的层流Navier-Stokes方程数值计算

本文基于有相间滑移的液固二相流动层流Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ基本方程，采用修正的ＳＩＭＰＬＥ算法即相间滑移算法（Ｉｕｔｅ－ＰｈａｓｅＳｌｉＰＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）计算了圆管定常轴对称一相流动层流入口问题．计算表明，本文采用的二相流动模型和ＩＰＳＡ算法能很好地模拟悬浮粒子在国管层流流动中出现的径向迁移现象，计算结果与实验结果吻合．     

注蒸汽地面与井筒两相流压降及传热模型评价

利用两相管流理论和能量守恒原理,建立湿蒸汽流动过程的压力、干度梯度方程,选取不区分流动方向的Beggs&Brill和Mukherjee&Brill两相流关系式.采用四阶龙格库塔法对压力、干度方程求解,得到管流压力、温度和干度等参数,并编制成软件.对两个关系式的现场评价表明,水平流动过程两者之间的差别较小,而下降流过程中用Mukherjiee&Brill方法计算的结果优于Beggs&Brill方法.     

高炉风口内多股流喷吹粉煤磨损数值模拟

根据风口内实际情况建立了具有普遍意义的高炉风口磨损量的，遵循质量守恒，动量守恒，混合组分平衡的基本规律，用k-ε方程描述风口内气－粒两相的湍流流动，并基于SIMPLE思想，通过对Euler正交坐标下节点离散化方程的耦登,对喷枪改型前后高炉风口内气－粒两机湍流流动进行了分析求解，然后根据风口壁面附近的速度场与浓度场的计算结果，采用风口磨损模型，预测风口壁面的磨损量，研究结果表明：使用多股流喷吹粉煤，可使风口壁面在单位时间内的磨损量大大减少。     

基于静电传感器的相关流速测量

为了解决传统方法测得的气/固两相流流速具有一定波动性等问题,提出一种新的互相关峰值计算方法——最小二乘法拟合寻峰,利用环状静电传感器与互相关测速原理实现了气/固两相流流速测量.通过静电传感器测得气/固两相流中固相颗粒的随机信号,采用FIR数字滤波处理技术,有效提高了信号的信噪比,在测量过程中实现了真正的非接触式测量.经过反复实验确定了最佳采样频率和采样点数量,与传统方法相比,采用最小二乘法拟合互相关函数寻峰可以使离散的相关峰值点连续,测量误差减小.     

基于小波包和支持向量机的ERT系统流型识别

两相流体具有复杂的流动特性,流型的准确识别是两相流参数准确测量的基础,是两相流研究的重点内容之一.本文首先采用小波包分析方法对ERT系统中的测量数据进行特征提取,然后将提取的特征数据输入支持向量机多类分类模型,对两相流的4种流型进行识别.仿真实验证明小波包分析和支持向量机的结合是两相流流型识别领域的一种有效方法.     

DDAG支持向量机在ERT系统流型识别中的应用

针对两相流体流动特性复杂、流型识别准确率低等问题,提出一种能够提高两相流流型识别率的方法。首先采用小波包分析对ERT系统测量的压差波动信号进行特征提取;然后通过计算类间不可分离程度为每个节点选取最易分的两类构造DDAG支持向量机多类分模型;最后将特征数据输入分类模型进行流型识别。通过实验对比,四种流型识别的准确率要明显高于其它常用方法的流型识别。结果表明,小波包分析和DDAG支持向量机多类分类算法较大提高了油/水两相流流型识别的精度,是一种有效的流型识别方法。     

基于连续小波变换和RBF神经网络的气液两相流流型识别方法

针对气液两相流压差波动信号的非平稳特征,提出了以多尺度连续小波变换值矩阵的奇异值为特征矢量的流型识别方法。首先对气液两相流压差波动信号进行连续小波变换,得到初始特征向量矩阵。然后对初始特征向量矩阵进行奇异值分解得到矩阵的奇异值,将其作为流型的特征向量,再结合RBF神经网络形成流型的智能识别方法。对水平管内空气-水两相流4种流型的识别结果表明该方法能够有效地识别流型。     

Numerical Simulation of Interaction Between Tributary Debris Flow and Main River

Based on two-phase flow theory and shallow water flow assumption,a mathematical model is applied to simulate debris flow.The model considers a two-phase mixture of sediments and water fluid.Assuming that the sediments and the water fluid move downstream with the same velocity,the flow of the mixture is described using a two dimensional depth averaged model with a unique 2-D momentum equation and two mass balance e- quations for the mixture and the sediments,respectively.The finite volume method is used for the iterative so- lution of the mathematical model,and upwind schemes (Roe's approximate Riemann solver or Van Leer's flux splitting) are used to compute convection fluxes.The pressure-velocity coupling is obtained from the combina- tion of the continuity equation and the equations of momentum by the SIMPLE algorithm.     

活塞内冷油腔两相流振荡可视化模拟

设计并搭建一个活塞振荡两相流可视化模拟试验台,利用3D打印技术还原某型号柴油机的活塞内冷油腔,针对甘油水溶液以及大豆油2种不同的冷却介质,在可视化拍摄流场图像的同时,收集出油数据并计算通过率. 研究发现,所采用的试验方法可摒弃喷油飞溅干扰,准确采集出油量数据,获得了清晰可辨的可视化图像. 将拍摄结果进行对比分析,并对两相流振荡的流型进行辨识和分类,发现当雷诺数达到20 000以上时,两相流振荡的流动状态会发生明显变化,流动进入强湍流状态.     

激光干涉成像两相流粒径空间分布测量

为了实现两相流粒径空间分布的测量，研究了激光干涉成像测量技术．激光干涉成像测量技术利用片状脉冲激光束照射粒子场，用数码相机拍摄粒子的散射光干涉图像，并从粒子干涉图像中获取粒子空间位置和粒径分布信息．利用激光粒度仪验证激光干涉成像测量技术的粒径测量精度．实验证明，该技术有较高的测量精度．对水喷雾场的不同片状区域进行测量，从而获得两相流的空间粒径分布．结果显示，所测喷雾场平均粒径由中心区域向边缘区域逐渐变小，大粒子基本集中在中心区域，小粒子基本集中在边缘区域．该方法为研究两相流流场特性提供了一种有效的测量手段．     

Numerical simulation of dense particle-gas two-phase flow using the minimal potential energy principle

A simulation method of dense particle-gas two-phase flow has been developed. The binding force is introduced to present the impact of particle clustering and its expression is deduced according to the principle of minimal potential energy. The cluster collision, break-up and coalescence models are proposed based on the assumption that the particle cluster are treated as one discrete phase. These models are used to numerically study the two-phase flow field in a circulating fluidized bed （CFB）. Detailed results of the cluster structure, cluster size, particle volume fraction, gas velocity, and particle velocity are obtained. The correlation between the simulation results and experimental data justifies that these models and algorithm are reasonable, and can be used to efficiently study the dense particle-gas two-phase flow.     

油气两相流温降计算方法的研究

油气集输管线的沿程温降主要与压降、总传热系数有关,而油气两相流在沿程的流动过程中不稳定,流态多变,导致了压降的计算方法有着很大的区别。在考虑了平均含气率与焦耳-汤姆逊效应对温降的影响后,建立了集输管线的油气两相流温降数学模型,采用了贝克流型划分法对油气两相流进行计算,其计算结果优于苏霍夫公式所计算的结果,说明了该计算方法能够提高油气两相流温降计算的精度。     

用神经网络分析两相流横掠三角形柱体的信号

对气液两相横掠柱体旋涡脱落信号数据进行了三层小波分解,并提取第三层小波分解的8个重构信号的能量作为人工神经网络的输入特征向量,训练了人工BP神经网络,并应用该网络实现了气液两相绕流中含气率大小的定位.解决了用传统的傅里叶变换进行信号分析时所不能解决的问题,即当含气率过大时,无法从功率谱图上确定含气率的大小.试验范围内最大可确定的截面含气率可达35.9%.研究表明,小波分解的特征提取技术和人工神经网络的模式识别技术联合应用可以作为测量两相流组分的一种新方法,也可作为对大含气率气液两相流横掠柱体旋涡脱落的分析方法.