弯道流水域热浮力排放扩散器参数优化物理模型试验研究

弯道河流水域排放口布置常选择在弯道凹岸侧,以充分利用弯道环流加快稀释,然而弯道环流条件下排放口近区稀释特性与均匀流条件下存在较大差异,相关研究较少。本文在大比例尺物理模型试验中模拟复杂地形和弯道流动条件下扩散器热浮力排放近区稀释规律,采用平面激光诱导荧光(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)技术进行断面浓度测量,分析了弯道环流对近区浮射流稀释扩散的影响,对扩散器出流仰角、出流水平方位角和离岸距离等进行了优化,在此基础上提出了适用于弯道水域地形条件热浮力排放的近水平非等高多喷口离岸向排放型式。研究结果对于类似弯道水域热浮力排放扩散器优化研究具有参考意义。     

洞内淹没射流及水平旋流梯级内消能的适用性研究

为了适应高水头泄洪消能的需要,提出了一种新型的泄洪内消能工,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。以流量1 200 m3/s、最大总作用水头150m为标准进行了该消能工的体型设计,然后对设计的消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:下游出现与明渠相似的多种水跃流态,淹没射流孔口系数0.5~0.56,起旋器喉口流量系数0.32~0.35之间;旋流空腔直径先增大后迅速减小最后平稳,在旋流阻塞孔口处空腔直径又迅速增大最后稳定;下游水位H下小于2.0 D时,下游旋流洞段压强相对变化幅度较小,H下大于2.0D时,上下游水位对旋流洞压强影响较大;上游水位的变化不影响淹没射流速度相对变化,下游水位的变化,对水平旋流洞段影响较大;上游淹没射流消能、竖井消能、旋流洞消能与下游旋流阻塞扩散消能的消能率分别占总消能率的15%、10%、30%、10%,其中下游水平旋流洞段承担主要消能部分。     

横流环境中两孔热水浮射流数值模拟研究

为了达到热废水排放过程中热水快速稀释的目的,采用Fluent中Realizable k-ε模型基于SIMPLEC算法,研究了热射流过程中,射流孔间距、初始流速对射流流场、温度场的影响规律。研究表明:随着射流孔间距的增大,第1孔射流对第2孔射流影响程度逐渐减弱且第2孔射流的弯曲程度随之增加;射流与横流作用促使反向涡对的产生,加快了热水与环境水体的掺混度,横断面温度场出现"肾形"分布;当相对孔间距相同时,随着射流初始流速的增加,第1、2孔射流温度衰减速率随之增大;射流初始流速相同时,射流孔间距的增加对第1孔射流轴线温度稀释度影响较小,对第2孔射流的轴线温度稀释度影响相对复杂;S/D=2时,增大热射流的初始流速,为本研究中热水快速稀释的最优方案。     

聚能射流的稳定性与完整性研究

从理论上探讨了聚能穴参数与射流速度的关系。对不同装药结构的射流有效长度进行了对比试验，对聚能射流的失稳及其原因进行了分析，提出了在工程爆破中增加射流稳定性和完整性的措施，对聚能装药的应用有重要的理论价值和实践意义。     

常压等离子射流表面改性超高模量聚乙烯纤维

利用常压等离子射流(APPJ)方法对超高模量聚乙烯(UHMPE)纤维进行表面改性处理。研究了处理前后UHMPE纤维的力学性能、表面形貌、化学成分、表面粘结性能的变化。结果表明,常压等离子射流处理后,UHMPE纤维的强度未发生显著变化,纤维表面粗糙度增加,表面氧元素的含量增加,表面极性基团增加,纤维与环氧树脂之间的粘结性能得到显著的改善。     

基于虚拟原点概念的连续射流侵彻计算

对于沿射流长度方向具有线性分布速度的连续射流，经典的基于虚拟原点理论的射流侵彻关系式能很好的描述其侵彻行为。但对于非线性速度分布的连续射流，存在的虚拟原点不是唯一的。本文从对非线速度分布的射流的有限段线性近似和射流的应变率两个方面出发，讨论了虚拟原点概念在具有非线性速度分布的连续射流对目标侵彻深度计算中的推广问题。     

试论结焦过程中的速度因素

引起结焦的因素多方面的，根据我厂软质炭黑生产实践，本文通过对结焦情况的分析，着重从速度上阐述了其同结焦关系，这里又包括喉管段主气流速度，射流速度和速度分布三个方面对结焦都存在的影响，如何在反应中抑制旋转气流，这便是发表本文与同行们共同探讨的问题。     

Ghost Fluid方法在运动边界射流问题数值模拟中的应用

把解决多物质流问题的Ghost Fluid方法应用到具有运动边界的单物质流的数值模拟中去,结合求解界面追踪问题的Level-Set方法,提出了有效求解运动边界问题的虚拟流体算法,用数值模拟重现了"声学整流"效应现象,并用等压装配法解决了发生在流体和活塞界面上的"Ovetheating"效应.数值实验表明:水平管道的长度和活塞振动频率是射流形成的关键因素,数值实验中如果频率和长度设置合理,则理想气体在做简谐振动的活塞驱动下,可以产生稳定的射流.     

Characteristics of shell thickness in a slab continuous casting mold

The key to reduce shell breakout in the continuous casting process is to control shell thickness in the mold.A numerical simulation on the turbulent flow and heat transfer coupled with solidification in the slab mold using the volume of fluid (VOF) model and the enthalpy-porosity scheme was conducted and the emphasis was put upon the flow effect on the shell thickness profiles in longitudinal and transverse directions.The results show that the jet acts a stronger impingement on the shell of narrow face,which causes a zero-increase of shell thickness in a certain range near the impingement point.The thinnest shell on the slab cross-section locates primarily in the center of the narrow face,and secondly near the comer of the wide face.Nozzle optimization can obviously increase the shell thickness and make it more uniform.     

反旋向多漩流器阵列燃烧室流场的数值研究

采用雷诺应力模型(RSTM)对于反旋向多漩流器阵列贫油直喷(LDI)燃烧室的非反应冷态流场进行了数值模拟.研究中采用了一种3×3的漩流器阵列结构,相邻漩流器的旋向交替变化.计算结果表明,所研究的燃烧室流场结构十分复杂.由于相邻漩流器之间对于漩流的强化作用,因而各回流区维持了较长的长度.流场中存在的多个回流区及强湍流表明该燃烧室有潜力实现良好的燃烧性能.通过将雷诺应力模型的模拟结果与LDV实验数据进行比较发现,计算结果与实验值符合良好,说明雷诺应力模型较好地求解了回流区和高速度梯度问题.