环形分布器内变质量流动的CFD模拟研究

环形分布器是实现导热介质在列管式固定床反应器壳程均匀流动的关键部件,文中采用计算流体力学方法(CFD)对环形分布器内的变质量流动进行了模拟研究。首先计算了环形通道内的速度和静压力分布,在此基础上研究了穿孔阻力系数随开孔几何结构以及入口流体流速的变化规律。模拟结果表明:环形通道内存在较明显的速度梯度和压力梯度;随着流体不断分流,在流道内的流动速度不断减小,静压力逐渐增大。因此,需要沿流动方向将开孔直径逐渐减小,以增大穿孔阻力,从而实现流体的均布。对穿孔阻力系数变化规律的研究结果表明:穿孔阻力系数ξ与出口和主流道的流速比ui/u、厚径比δ/di和入口雷诺数Re0有关。在模拟范围内,ξ先随ui/u的增大而减小,到达一个临界值后,ξ不再随ui/u的增大而变化;δ/di对ξ影响不太明显;当Re0属于湍流范围时,ξ随Re0的变化不太明显,但是总体随Re0的增大而减小。     

水下高速射弹超空泡形态与阻力特性研究

基于Rayleigh-Plesset方程的单一介质可变密度混合模型,建立了自然空化流动的多相流模型,利用软件Fluent6.0对水下高速射弹空泡流动进行了数值模拟,计算了4种射弹模型在高速运动下的超空泡形态以及阻力系数,分析了射弹空化器直径、长细比和空化敷等对射弹超空泡几何形态以及阻力特性的影响.仿真结果表明,随着空化数的增加,超空泡直径与长度减小;空化器直径对射弹阻力特性的影响显著;增加航行体的长细比,可以获得更小的阻力系数.     

沿程阻力系数的自定义函数及其应用

应用VBA编写了沿程摩擦阻力系数λ的自定义函数。该函数不仅计算结果准确,而且应用非常方便,应用该函数大大地方便了在Excel中进行管道水力计算。     

乙二醇溶液水平新型多头内螺纹管内流阻特性

建立了水平管内绝热流动阻力特性试验系统,试验研究了乙二醇溶液在两种新型多头内螺纹管内的流动特性。试验中,乙二醇体积分数为15%,两种试验管公称内径为22 mm与16 mm、螺纹头数为60头与38头、螺旋升角为45°与60°、相对粗糙高为0.022与0.053,测试段长度分别为2643 mm与2945 mm,Pr范围13.9～23.2,Re范围4000～33000。结果表明:多头内螺纹管阻力系数达到极大值之前的变化趋势与均匀粗糙管显著不同,而且无法通过既有多头内螺纹管经验模型准确描述;多头内螺纹管内达到阻力系数极大值的分界点Re为内肋结构参数的函数;入口效应对内螺纹管阻力系数的影响随Re增加而增大,传统的判别入口段可忽略的判据(l/d_i>60)并不适用于多头内螺纹管,尤其是在Re>20000的工况;既有多头内螺纹管经验模型适用工况条件有待进一步拓宽,多头内螺纹结构流动阻力的作用机制、阻力系数出现极大值的分界点的变化规律有待进一步试验探索。     

基于CFD的燃料组件上管座阻力特性数值模拟研究

基于计算流体力学(CFD)对燃料组件上管座内冷却剂的流动进行数值研究,形成了上管座阻力特性数值模拟方法,结合整体水力学实验中上管座阻力系数实验结果,验证了计算方法的合理性。基于CFD对燃料组件上管座的阻力特性进行了分析和评价,说明了阻流塞是实验测量结果与参考数据存在差异的主要原因,并给出了上管座阻力系数的取值建议。     

基于神经网络算法的弹丸阻力系数辨识

为了解决传统辨识方法在应用于弹丸气动参数辨识时所存在的建模误差问题,基于极大似然准则,采用神经网络-牛顿法,对无控旋转弹丸的飞行状态数据进行处理,提取出其零升阻力系数。仿真结果表明,该算法具有较高的辨识精度和可靠性。基于实测数据,采用该算法和应用已成熟的扩展卡尔曼滤波算法进行辨识。结果表明,神经网络算法的前期辨识精度较高,但中期误差较大,而扩展卡尔曼滤波的前期精度较差,故可结合二者的优点有效地解决工程实际问题。     

高浓锥形除渣器中废纸浆特性与浆杂分离阻力间的影响关系

占比日益增加的废纸制浆必须配备高浓锥形除渣器,杂质与浆料纤维间的分离阻力是影响其高效净化的重要因素。针对研发出的新型导流式高浓锥形除渣器,首先,研究了旧箱纸板(OCC)浆、旧报纸(ONP)浆、竹浆和玉米秸秆浆的纤维性能以及废纸浆中主要重杂质（如玻璃和金属类杂质）的基本特性;其次,分析了浆料和杂质特性对浆杂分离的影响;最后,建立相关数学模型,分析了流体阻力和阻力系数。结果表明,相对黏度大、打浆度低、浆浓高的浆料分离阻力较大;ONP浆中的浆杂比OCC浆中的更易分离;相同分离条件下,杂质颗粒直径越大,其流体阻力也越大,在分离过程中密度大的杂质所受浆杂分离动力和阻力同步增大;流体阻力Fz和阻力系数CD数学模型分别为Fz=CDAρfu22和CD=4πdg3u2(ρ/ρf-1)。     

JX油田聚驱物模实验的数值模拟反演研究

利用ECLIPSE对聚驱实验进行数值模拟反演,为选取聚合物溶液黏度、聚合物的吸附、残余阻力系数、不可及孔隙体积等物模实验数据参数的选取提供依据,并对物化参数的反演进一步验证物模实验参数的准确性。通过对JX油田数值模拟反演研究发现,聚合物溶液黏度对注入压力影响很大,黏度越大则注入压力越大,其吸附量值影响含水漏斗出现时间和下降幅度,残余阻力系数在一定程度上影响采收率曲线形态、含水漏斗出现时间以及注入压力。     

群塔布置对冷却塔整体风荷载和风致响应的不同干扰效应

为探究冷却塔群塔布置对整体风荷载和风致响应的不同干扰机理,通过刚体模型单塔和群塔风洞试验和结构动力响应计算,以风压环向分布模式对阻力系数C_D和子午向拉力F_T的不同影响为基础,对两者的干扰机理分别进行了分析。群塔布置下,目标塔表面风压的干扰效应主要表现为:前塔的遮挡效应（Ⅰ）,主要使迎风区风压均值下降;侧边塔和侧后塔的吸力效应（Ⅱ）,主要使背风区吸力均值增加;前塔和侧前塔的尾流涡激效应（Ⅲ）,主要使迎风区和侧风区的脉动风压增加。这三种效应对C_D和F_T的影响并不相同:C_D主要受迎风区和背风区风压影响,所以效应Ⅰ和效应Ⅱ分别使C_D均值减小和增加,效应Ⅲ则使C_D根方差明显增加;F_T主要受迎风区和侧风区风压影响,所以效应Ⅰ和效应Ⅲ分别使F_T减小和增加,背风区风压的变化对F_T几乎没有影响。与单塔相比,各种群塔组合下F_T增加的主要原因是脉动风压的急剧增加。在工程常用塔间距范围内,干扰效应对风向的敏感性明显大于对塔间距的敏感性,群塔双排布置时的不利风向范围明显大于单排布置。渡桥电厂的群塔双排布置形式和事故当天风向恰使后排塔的风致响应有所增加。     

水深和弹体长径比对超空泡弹体阻力系数及空泡形状影响的实验研究

为研究超空泡射弹的运动规律,用高速摄影机拍摄了3种长径比的弹体,在6个不同的水深下产生的超空泡的运动过程,对超空泡与自由面相互作用过程进行了研究。结果表明：随着水深的增加,超空泡的体积会变小,持续时间会变短,弹体的阻力系数会增大;当超空泡可以完全覆盖住弹体的情况下,如果速度相同,随着弹体长径比的增加,超空泡的体积基本保持不变,但其阻力系数会增大;随着水深减小,当超空泡与自由面发生相互作用时,空泡的尺寸(体积)增大、并且空泡的持续时间变长,这应该是大气进入到超空泡内的缘故;以长径比为8的弹体为例,空泡的持续时间从5~6 ms增加到12 ms以上,空泡无量纲长度和直径分别约增加了30%和15%.