Drag reduction of flow boiling with polymer additives

Ｓｏｍｅｓｔｕｄｉｅｓｗｅｒｅｄｏｎｅｏｎｐｏｏｌｂｏｉｌｉｎｇｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｏｆａｄｄｉｔｉｖｅａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ,ｂｕｔｌｉｔｔｌｅｏｎｆｌｏｗｂｏｉｌｉｎｇ[1 3] .Ｔｈｅｕｓｅｄａｄｄｉｔｉｖｅｓａｒｅｓｕｒｆａｃｔａｎｔａｄｄｉｔｉｖｅｓａｎｄｐｏｌｙｍｅｒａｄｄｉｔｉｖｅｓ[1 4] .Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓａｒｅｕｓｕａｌｌｙｃｏｎ ｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅｆｌｏｗ[5 ] ,ｏｒｒａｔｈｅｒ,…     

Drag reduction by linear viscosity model in turbulent channel flow of polymer solution

A further numerical study of the theory that the drag reduction in the turbulence is related to the viscosity profile growing linearly with the distance from the wall was performed.The constant viscosity in the Navier-Stokes equations was replaced using this viscosity model.Some drag reduction characteristics were shown comparing with Virk’s phenomenology.The mean velocity and Reynolds stress profiles are consistent with the experimental and direct numerical simulation results.A drag reduction level of 45% was obtained.It is reasonable for this linear viscosity model to explain the mechanism of turbulence drag reduction in some aspects.     

用平均速度剖面法测量湍流边界层壁面摩擦速度的对比研究

介质阻挡放电（DBD）激励器具有重量轻、无运动部件、易用及响应快等优势,在流动控制应用中受到广泛关注。等离子体湍流边界层减阻是DBD流动控制诸多应用之一,但DBD湍流减阻机制还需进一步探究。文章通过试验研究来流速度为10 m/s时DBD激励对平板湍流边界层摩擦阻力的影响。试验使用油膜干涉法测量摩阻的变化,利用热线风速仪和粒子图像测速系统（PIV）得到边界层内速度分布。其结果显示,在等离子体激励的作用下,测得的壁面摩擦因数减小。等离子体激励通过减小边界层缓冲层和对数区的速度,减少雷诺切应力以及湍动能,抑制了相干结构的发展,从而达到减阻的效果。

     

减阻水溶液槽道湍流特性POD分析

为进一步分析减阻水溶液湍流减阻机理,对质量分数为30×10-6十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)水溶液槽道湍流减阻流动进行了实验研究,并基于本征正交分解方法研究减阻水溶液流动中减阻剂对流动结构的影响．结果表明:CTAC水溶液流动在不同雷诺数(15×10⁴、25×10⁴和35×10⁴)下分别具有651％、700％和330％减阻效果;基于本征正交分解方法分析湍流脉动速度场,发现CTAC添加剂能够抑制湍流猝发过程中的低速流体的上喷及高速流体的下扫,即在一定程度上抑制了相干结构的发生及其发展过程,最终导致湍流减阻．     

活性剂对水下航行体减阻特性的影响

为减小水下航行体的阻力,研究通活性剂溶液的水下航行体湍流减阻的流动特性.通过从航行体头部向航行体边界通活性剂溶液的方法,分别对不同质量浓度和不同速度情况进行减阻实验研究,并分析了不同攻角下活性剂溶液对阻力和升力的影响.实验中活性剂溶液质量浓度分别为200、400、600、800和1 000 mg/L,流速为4~10 m/s,对比分析了阻力系数.实验结果表明:在活性剂溶液质量浓度为200 mg/L时航行体减阻效果较弱,当活性剂溶液质量浓度增加到1 000 mg/L时,减阻百分比高达40.8%;在活性剂质量浓度为1 000 mg/L时,当水流速度从4 m/s逐渐增大到10 m/s,减阻百分比在12.5%和40.8%之间变化;活性剂对有攻角的航行体仍然有减阻效果并且对升力产生较小影响.     

矩形管道内高分子减阻液的减阻特性

在设计较高稳定度矩形管道流动系统和可控人工扰动设备基础上,通过有效地率定管道断面尺寸,对高聚物(PAM)减阻液的减阻特性,特别是反应点和极限减阻线进行实验研究,为以“聚合物层流”存在为基础的减阻机理假说,提供矩形管道内的实验证据及实验基础.     

纤维悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性

为了解悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性，对纤维悬浮湍流进行了理论分析和数值模拟.推导了纤维取向平均概率分布函数方程，得到了脉动流场速度和脉动取向概率分布函数关联项，建立了关联项与平均概率分布函数梯度以及扩散系数之间的关系，数值求解了平均概率分布函数的方程.计算结果表明，随着长径比的增大，纤维的轴向更趋向于流动方向；悬浮流的剪切应力和第一法向应力差由壁面到槽道中心逐渐接近于0；剪切应力几乎不随长径比和体积分数变化，而第一法向应力差的绝对值随体积分数的增大和长径比的减小而增大.     

展向行波电磁力控制下的槽道湍流雷诺应力

为研究槽道湍流的电磁力减阻控制问题,采用直接数值模拟(DNS)方法对槽道湍流的展向行波电磁力控制问题进行数值研究.讨论了由展向行波诱导的诱导流场对槽道湍流流场的调制过程,分析了控制前后雷诺应力离散点分布、平均雷诺应力分布以及雷诺应力波谱分布的规律.研究表明,在合适参数条件控制下,展向行波电磁力的控制不仅使近壁条带结构基本消失,形成加宽的低速条带,而且能使控制后的流场中涡结构几乎消失,而仅剩下由展向行波电磁力诱导产生的带状负涡结构,同时展向行波电磁力在一定程度上抑制了湍流的脉动,减小了雷诺应力,最终使壁面阻力下降.     

仿生非光滑旋成体表面减阻特性数值模拟

在前期进行的仿生非光滑旋成体模型低速风洞试验的基础上,将非光滑形态在旋成体模型上的排列方式固定为矩形布置,非光滑的尺寸固定为直径或宽度为1 mm,深度或高度为0.5 mm,在风速为44 m/s时,对布置在模型尾部的凸包形、凹坑形和棱纹形三种非光滑模型与表面光滑模型进行了对比模拟试验。试验结果表明,布置在尾部的非光滑结构能够有效地降低模型的压差阻力,尤其是棱纹状非光滑形态模型,压差阻力降低了25.3%,总阻力降低了11.12%。     

仿生射流表面孔径与射流速度耦合减阻特性数值模拟

针对仿生射流表面流场问题,基于非光滑表面减阻的仿生学理论,对鲨鱼鳃裂部位射流特征进行分析研究,建立具有类似于鲨鱼腮裂部位射流特征的仿生射流表面模型及可拓模型.利用SST k-ω湍流模型对仿生射流表面模型进行数值模拟,在主流场速度为20 m/s时,分析了不同射流孔径与不同射流速度耦合情况对壁面摩擦阻力、压差阻力及减阻率的影响,并对仿生射流表面减阻机理进行分析.研究表明在射流孔为5 mm时与射流速度耦合情况下的平均减阻率最大,为11.566%,同时为仿生射流表面多因素耦合情况下的减阻特性研究奠定基础.     

异形纤维过滤器流场及阻力数值分析模型

介绍一个分析异形纤维过滤器流场和阻力模型,通过求解完全的Ｎ－Ｓ方程获得方形纤维矩形模型过滤器内的流场的阻力,与其它方法所获得的结果相比,该方法所获得的流场更具合理性,可用于过滤器内浓度场的计算。     

Asymptotic solutions for laminar flow in a channel with uniformly accelerating rigid porous walls

A theoretical investigation was done for the generalized Berman problem, which arises in steady laminar flow of an in- compressible viscous fluid along a channel with accelerating rigid porous walls. The existence of multiple solutions and its condi- tions were established by taking into account exponentially small terms in matched asymptotic expansion. The correctness of the analytical predictions was verified by numerical results.     

90°方截面弯管的湍流计算

对 90°方截面弯管内的湍流流动进行了数值模拟计算 .由数值模拟计算结果 ,可以清晰地看到二次流在弯管内的形成与发展过程 ,与Humphrey的实验结果相比较 ,计算结果令人满意 ,表明以可实现性k -ε方程模型解决这样的问题可获得满意的结果     

Influence of hydrogen concentration on Fe2O3 particle reduction in fluidized beds under constant drag force

The fixed-gas drag force from a model calculation method that stabilizes the agitation capabilities of different gas ratios was used to explore the influence of temperature and hydrogen concentration o...     

Numerical simulation of turbulent flow in helically coiled open-channels with compound cross-sections

Turbulence structure in a helically coiled open channel flow is numerically simulated using three different turbulence models-the Launder and Ying model, the Naot and Rodi model, and the nonlinear k-ε model (SY model). Simulation results were compared with observation of (i) turbulent flows in alternating point-bar type channel bends with rectangular sections, and (ii) straight open channel flows with compound cross-sections. Based on calculations of the impact of various channel curvatures on turbulence characteristics, accuracy of the three turbulence models was analyzed with observed data as a qualitative reference. It has been found out that the Launder and Ying model and the nonlinear k-εmodel are able to predict the same general trend as measured data, and the simulation of the effect of the centrifugal force on the formation of secondary currents produces a correct pattern.     

非牛顿流体在圆管中层流-紊流分层流动规律

提出了研究圆管中分层汉动的新模型,并利用该模型研究了非牛顿流体在圆管中层流－紊流分层流动,得出了速度场的解析分布式,最后,研究了分层流动的阻力规律,为分层掺气减阻提供了理论依据,研究表明,分层掺气可以实现有效的减阻。     

方截面弯管加导流板时湍流二次流数值模拟

本文采用ｋ—ε双方程湍流模型，在三维贴体坐标下，用ＳＩＭＰＬＥ方法对方截面９０°弯管内加装导流板时的湍流二次流动进行了数值模拟，给出了管内各个不同截面上的二次流特特性，并作了分析和讨论．结果表明，加装导流板后，在弯管中形成了两对二次流，除了内管中心部分在７３．１２５°附近速度略有降低外，总体上来说，二次流随角度的增大而增大，在出口处达到最大值．     

提输卤管道用减阻剂的合成、表征及其性能

为了降低深层卤水提输过程的能耗,开展耐温耐盐的提输卤管道用减阻剂研究具有重要的现实意义。以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)为单体, 采用氧化还原引发剂体系水溶液聚合法合成耐温耐盐的提输卤管道用减阻聚合物P(AM/AMPS/AA)。以聚合物在常温卤水管道中的减阻率为考核指标,设计四因素三水平正交试验,确定最佳合成条件为:反应系统pH为1,反应温度为30 ℃,单体质量配比为m(AM)∶m(AMPS)∶m(AA)=15∶3∶2,引发剂加入质量为单体总质量的0.04%。根据在线红外分析结果确定最佳反应时间为3 h。利用FTIR和¹H NMR等手段对P(AM/AMPS/AA)的结构进行表征并用多角激光光散射仪测定其分子量。在自制的减阻率测试环道上对合成聚合物的减阻性能进行测试,合成聚合物表现出较好的耐温耐盐性能,减阻效果明显。如在模拟卤水质量浓度150 g/L、水温15 ℃、流量950 L/h、减阻剂用量为20 mg时,合成减阻聚合物的减阻率可以达到41.2%。与现有减阻剂相比,合成的P(AM/AMPS/AA)减阻聚合物减阻性能大幅度提高,具有较好的开发应用前景。     

对旋风机非定常湍流计算及整机压力脉动分析

利用Realizable k-ε湍流模型对某对旋风机进行了全流道非定常湍流计算,预测了前后两级叶轮附近两对动-静干涉面以及一对动-动干涉面上压力脉动的频域分布情况,分析了压力脉动沿干涉面径向的传播变化规律.分析结果表明,后级叶轮叶片对叶轮区域压力脉动的影响要远大于前级叶轮.分析结果可以作为对旋风机叶轮部分气动噪声预估的参考依据.     

不同码参数的Turbo码在基于小波的多载波调制系统中的性能分析

以Turbo码作为信道编码方案 ,可以获得较高的误比特性能 ,而且增加交织器的长度或增大译码迭带次数均可以不同程度的带来额外的编码增益 ,但同时也会增大译码时延 ,给通信的时实性和译码复杂度带来很大的负面影响 .所以 ,在选定Turbo码参数时必须考虑到性能、复杂度和时实性三方面的折衷 ,给出了不同码参数的Turbo码在基于小波基的多载波系统中低信噪比区域的性能分析 ,为系统参数的选定提供了良好的参考 .