数值计算法在流体腐蚀研究中的应用─(Ⅰ)层流条件下金属的腐蚀

采用数值计算法与实验研究相结合,对碳钢在3．5％NaCl溶液中层流状态下的腐蚀进行了研究．结果表明：用材料表面近壁处的流体力学参数（剪切应力τ、传质系数K）比主体中的流体力学参数（流速U）更能准确反映流体对材料腐蚀的影响．针对旋转圆盘体系中的流动体系,建立了流体腐蚀的数学模型,并进行了计算和分析．模拟计算的流体腐蚀速度值与实测值基本吻合,从而验证了所揭示的碳钢在单相流体中的腐蚀机理．     

数值计算法在流体腐蚀研究中的应用——（I）层流条件下金属的腐蚀

采用数值计算法与实验研究相结合，对碳钢在３．５％ＮａＣｌ溶液中层流状态下的腐蚀进行了研究。结果表明：用材料表面近壁处的流体力学参数（剪切应力τ、传质系数Ｋ）比主体中的流体力学参数（流速Ｕ）更能准确反映流体对材料腐蚀的影响。针对旋转圆盘体系中的流动体系，建立了流体腐蚀数学模型，并进行了计算和分析。模拟计算的流体腐蚀速度值与实测值基本吻合，从而验证了所揭示的碳钢在单相流体中的腐蚀机理。     

流体力学因素对电极反应作用的定量分析

定义了流体力学因素对电极反应的作用系数(Ψa和Ψc),并进行了计算与分析.结果表明:在35% NaCl流动溶液中,随着流速的增大，仅碳钢腐蚀的阴极反应作用系数(Ψc)急剧增大,其腐蚀率也随之增大,流体力学因素主要加速了碳钢腐蚀的阴极反应过程.对介质充氮除氧后,相同流速条件下,只阴极反应作用系数(Ψc)才显著降低; 加入缓蚀剂后,阴、阳极反应作用系数(Ψa,c)的变化都不大.此时,流体力学因素对阴、阳极反应均无显著影响,碳钢腐蚀率基本不随流速而变化.可见,应用流体力学因素对电极反应的作用系数(Ψa,c),可以定量判定流体力学因素对电极反应的作用大小.     

弯管段流速对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响（英文）

基于阵列电极技术使用自制的环路系统并采用极化、计算流体力学(CFD)模拟和表面分析技术研究环路系统中弯管段流速对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响。实验结果表明,AZ91D镁合金的腐蚀速率随着流速的增加而增加,且AZ91D镁合金在流动介质中的腐蚀可能存在临界流速。当介质的流速超过临界流速时,流体力学因素在AZ91D镁合金腐蚀中占主导地位;反之,电化学腐蚀因素占主导地位。     

淬火冷却介质流速对弧齿锥齿轮渗碳淬火热处理的影响

使用流体动力学软件CFX求解淬火槽内淬火冷却介质流场分布,提出了考虑介质流速影响下弧齿锥齿轮不同表面换热系数的表征方法。建立基于多场耦合软件DEFORM-HT的扩散与相变模型,采用数值分析方法反馈介质流速对弧齿锥齿轮冷却特性的影响,给出了齿面、内/外圈和齿轮底面在不同介质流速下温度、马氏体体积分数、硬度及应力的演化规律。结果表明:介质入口流速越快,齿面冷却速率、马氏体体积分数及硬度越高;介质入口流速为1.5 m/s时,内/外圈冷却速率、马氏体体积分数及硬度达到极大值;介质入口流速为2.0 m/s时,齿轮底面冷却速率、马氏体体积分数及硬度达到极大值;介质入口流速对应力状态影响较小,流速越快的部位应力变化幅度及残余应力越大。     

金属在流动氯化物体系中流动腐蚀的EIS研究

流动氯化物体系中碳钢、双相钢电极的电化学阻抗谱（EIS）明显不同,随着流速增大,电极表面受到的切应力增大,反应阻抗减小,电化学腐蚀加速,协同效应增强,结果使电极流动腐蚀速度增加,与碳钢相比,双相钢电极在较高流速下其电化学阻抗谱才在低频区发生特征变化,证明了曹楚南提出的不可逆电极阻抗谱理论同样适用于流动腐蚀过程中电极过程的研究,揭示了在流动体系中,当电极表面受到足够大的切应力作用时,在低频区电极电化学阻抗谱会发生特征改变,其中,电化学阻抗谱的低频感抗弧特征预示着在流动腐蚀过程中,受到强力流体力学作用的电极表面会改变其常规的溶解速度和溶解机制,同时表面伴随有坑、点局部腐蚀的发生,在此情况下,钝态金属电极的电化学阻抗谱进一步反映了电极表面受到固体颗粒摩擦或撞击的阻抗谱特征。     

搅拌摩擦焊数值分析方法概述

数值分析方法在搅拌摩擦焊接头温度场和材料流动场研究中的应用越来越广泛.综述了在搅拌摩擦焊接头温度场和材料流动场研究中常用的计算流体力学(CFD)、任意拉格朗日-欧拉(ALE)、耦合欧拉-拉格朗日(CEL)三种数值分析模型.三种模型各有特点,计算流体力学模型(CFD)采用较早,但是该模型忽略了母材的硬化行为和从搅拌头上的...     

机油冷却器内部压力分布研究

运用计算流体力学(CFD)技术,将机油冷却器翅片区域简化为多孔介质模型,研究在机油流动分配不均匀的条件下机油冷却器内部压力分布情况,提出一种确定多孔介质模型中阻力系数的方法以及表征油冷器内部压力关于进口压力、芯子层数、进口流速等因素的数学模型,实现了油冷器内部压力大小的预测。     

DELPHI在金属材料流动腐蚀研究中的应用

采用DELPHI语言,通过建立材料在流动海水中腐蚀综合模型,对金属流动腐蚀实验进行了仿真化研究.结果表明：动态仿真实验较好地模拟了流动介质对材料腐蚀的影响,探讨了表面流体力学参数与腐蚀的关系.仿真得到的腐蚀速度与实测值基本一致,说明通过建立的腐蚀综合模型,开发管流式和旋转流式材料流动腐蚀的仿真软件是可行的,能够对将材料流动腐蚀,特别是在高流速、高温条件下流动腐蚀进行模拟研究.      

喷射腐蚀试验装置流体力学模型的建立与试验验证

设计了一套高速喷射腐蚀装置,喷射液流速度达150 m/s,并且在喷射过程中可以精确控制喷射速度。该装置能与电化学工作站联机,进行电化学测试。根据流体力学理论,建立喷射流体力学模型,确立了喷射速度、喷射冲击力和表面切应力与喷射压力之间的关系,并采用实验方法验证了流体力学模型的正确性。利用失重法和电化学方法,进行了喷射腐蚀实验。结果表明,由喷射液流产生的冲击力对喷射腐蚀及其形貌有很大的影响,并且与表面切应力共同作用引起阳极极化过程改变,加速电化学腐蚀。采用冲击力描述喷射腐蚀规律较表面切应力更为合理。