聚合物添加剂对Taylor—Couette流的影响及减阻机理

本文讨论了聚合物添加剂对Ｔａｙｌｏｒ－Ｃｏｕｅｔｔｅ流的流动稳定性的影响。根据溶液的粘弹特性，在无限长同心旋转圆柱间，可以把流体分为粘性层和弹性层两种层流状态。同时提出了一种简单的有效粘度模型，以探讨聚合物添加剂抑制湍流的机理。以聚氧化乙烯水溶液为例，分析了其对流体层流失稳的影响，数值计算结果与前人的实验结果比较一致。     

轴承振动对油膜层流失稳的影响

通过自行设计的实验台,实验观测了轴承振动对油膜层流失稳的影响。结果表明,轴承的振动加速了流体的层流失稳,影响油膜层流失稳的主要因素是振动的强度以及低频振动,而高频振动对其影响较小。     

轴承振动对油膜导流稳的影响

通过自行设计的实验台,实验观测了轴承振动对油膜导流失稳的影响。结果表明,轴承的振动加速了流体的层流失稳,影响油膜层流失稳的主要因素是振动的强度以及低频振动,而高频振动对其影响较小。     

涡旋压缩机轴向问隙中流体在层流流态下的泄漏研究

对有油润滑涡旋压缩机轴向间隙中流体的层流流态进行了分析，建立了纯油单相层流流动和气、油两相层流流动的流动模型，并对流体在两种层流流态下的泄漏量进行了计算。该计算为进一步研究涡旋压缩机涡旋腔中的泄漏提供了重要的理论根据。     

旋转旋流离心机转鼓内流体动力学研究

以流体动力学基本方程为基础,在“层流”流态下,对旋转旋流离心机转鼓内流体流动的速度场和压力场进行了分析计算,推导出了转鼓内流体的速度和压力的计算公式,它们是计算离心机处理量和分离粒度的理论基础,同时也是离心机转鼓强度计算的理论依据。     

地面驱动螺杆泵抽油杆旋转效应的研究

为了探寻抽油杆旋转效应对偏心环空中流体流动规律的影响,利用激光粒子测速技术(PIV)测试了抽油杆不同转速状态下偏心环空中流体的流场,使用差压变送器测量了在不同排量、不同抽油杆旋转速度条件下,偏心环空的流体压降.测试结果表明,当流量恒定时,偏心环空中聚合物溶液的轴向速度和径向速度随着抽油杆转速的增加而增大.模拟地面驱动螺杆泵采油中,随着抽油杆转速的增加,聚合物溶液的压力梯度先减小后增大,当抽油杆转速为17.5r/min时,其压力梯度最小.     

直微通道中的电黏性效应

为了研究直微通道中幂律流体的电黏性效应,建立了压力驱动微通道内流体流动的数学模型,其中双电层电势分布、流体流动及流动粒子输运特性分别由Poisson-Boltzmann(P-B)方程、Navier-Stokes(N-S)方程及Nernst-Plank(N-P)方程描述。讨论了微通道中有电黏性效应时溶液浓度;幂律指数对微通道内流体的速度分布、流动电场强度的影响。结果表明:对于n1的剪切变稀流体,流体的黏度和流动速度随着n的增大而减小,变化非常明显;而对于n1的剪切变稠流体,黏度和流动速度几乎不受n的影响,在实际应用中可以忽略不计。     

磁流体行为指数对磁流变冲击阻尼器性能的影响

根据应用于火炮的冲击型磁流变(MR)阻尼器的特点,基于Herschel-Bu lkley本构模型,建立了某25 mm火炮磁流变后坐阻尼器的平行板一维层流模型,获得了不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律。根据某单管25 mm火炮的后坐运动方程,计算了不同MR流体行为指数下,火炮的后坐位移和后坐速度,评价了MR流体行为指数对后坐阻尼器行为的影响。     

涡旋压缩机轴向间隙中流体在层流流态下的泄漏研究

对有油润滑涡旋压缩机轴向间隙中流体的层流流态进行了分析,建立了纯油单相层流流动和气、油两相层流流动的流动模型,并对流体在两种层流流态下的泄漏量进行了计算.该计算为进一步研究涡旋压缩机涡旋腔中的泄漏提供了重要的理论根据.     

流体惯性对橡胶轴承水润滑性能的影响

以水润滑橡胶轴承的典型数值为例,说明轴承流动状态跨越了层流、第二层流区以及紊流3个区域。从连续性方程和Navier-Stokes方程出发,推导了适用于第二层流区的考虑惯性力的雷诺方程。通过数值计算,考察了流体惯性对圆柱轴承润滑性能和承载能力的影响。发现流体惯性导致水膜压力和承载能力略微增大,轴心平衡位置发生微小改变,可以认为在第二层流区流体惯性对橡胶轴承水润滑性能的影响甚微。     

振动力场作用下聚合物熔体流场的理论研究

介绍了聚合物电磁动态成型加工的特点，推导出振动力场作用下简单剪切流动中聚合物熔体的速度、剪切速率和剪切应力的计算公式，通过对动态流场的理论计算与分析表明，振动力场对于提高聚合物成型加工的综合性能具有显著效果。     

The effect of thermal degradation on the non-newtonian viscosity of an aqueous polyacrylamide solution

The objective of the present study was to investigate the effect of thermal degradation on the non-Newtonian viscosity of a dilute polymer solution by measuring the viscosity at a reference temperature before and after heating the solution with different heating temperatures and duration. The test solution was a polyacrylamide (Separan AP-273) 1,000 wppm solution in distilled water. The effect of thermal degradation on the viscosity was greater at relatively low shear rates than at intermediate and high shear rates. The viscosity of the polyacrylamide solution experienced at a relatively high temperature decreased more than that experienced at a relatively low temperature. In addition, the effect of thermal degradation on the viscosity of the polyacrylamide solution showed a strong dependence on the duration of heating.     

聚合物全三维非稳态非等温多相分层流动成型过程的理论模型和数值模拟

基于聚合物多组分成型技术的工程背景,建立了全三维非稳态非等温多相分层充模流动的理论模型。在综合分析了该理论模型产生数值解的不稳定及发散的主要原因基础上,提出了求解理论模型的稳定快速收敛的数值算法。采用罚函数法,以及速度场分析、温度场分析和流体体积分数分析相分离等方法来降低对计算机的CPU和存储能力的需求,而通过SUPG法、罚函数法和P1+/P1三维单元实现有限元数值分析的稳定性。并基于罚函数法和SUPG法,推导出求解N-S方程、能量方程和全三维多相分层流动成型移动前沿界面和分层界面追踪方程的有限元数值模型,并探讨了全三维非稳态非等温多相分层流动移动前沿界面和分层界面重构技术。最后揭示了粘性包围和界面不稳定的产生机理。     

Effect of riblets on the streaky structures excited by free stream tip vortices in boundary layer

In this study, experimental investigations were made regarding the effect of riblets on the streak instability in boundary layer. The streak instability is now regarded as a major source of the self-regeneration mechanism for the hairpin type coherent structures in turbulent boundary layer flow. Thus, it is important to control the instability to suppress the drag-inducing vortical structure in terms of drag reduction. Toward enhancing the measurement accuracy and spatial resolution, an enlarged version of riblets was applied to a streak which was artificially induced by a microwing in a laminar boundary layer. It is found that the riblets have attenuation effect on the streak instability, i.e., to reduce the spanwise velocity gradient of the quasi-streamwise streak in boundary layer.     

钢塑共挤模具导入角变化对聚合物熔体流动行为影响的数值模拟分析

以聚合物挤出过程有限元模型为基础,采用自主开发的有限元分析软件对幂律型流体在钢塑共挤模具分流段的流动过程进行了非等温模拟,获得了聚合物熔体在模具分流段内的速度场和温度场分布;分析了导入角变化对聚合物熔体流动行为影响的一般规律。结果表明:仅考虑导入角变化对流动行为的影响时,速度场和温度场的分布趋势基本不变;在垂直于流动方向的截面上的速度分布和在流动区域内的最大温升会略有改变。给出的如何合理选择导入角度的建议,对模具设计与优化具有一定的指导意义。     

含空腔的两端固定壁板的发散失稳研究

本文针对含有空腔的两端固定壁板模型的发散失稳进行了研究，基于势流理论、薄翼理论、Galerkin法等理论方法，建立了一种简化的失稳模态求解方式，计算了不同边界条件(简支-简支、简支-固支、固支-固支)下空腔壁板的失稳边界，并对流体黏性、湍流度、空腔壁面对失稳边界的影响进行了分析。结果表明，低雷诺数(Re)下流体黏性较大，对壁板产生较强增稳作用，当Re>>2 000时可以合理忽略黏性作用；湍流度对系统失稳边界有较强影响；该种空腔壁板工况下，空腔体壁面对失稳流速影响微弱。     

氯化钠对添加剂水溶液低雷诺数减阻效果的影响*

为了改善减阻剂的添加对低雷诺数水流的减阻效果,在试验确认阳离子表面活性剂减阻剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)减阻特性的基础上,测试氯化钠对CTAB稀薄减阻水溶液在10 mm圆管内低雷诺数水流阻力的改变特性。结果表明：添加氯化钠对表面活性剂CTAB低雷诺数水流确有明显的减阻增强作用;在较高的雷诺数范围内对减阻效果几乎没有影响;在远高于CTAB减阻起始质量分数下,氯化钠的添加才有增强低雷诺数水流减阻效果的作用。氯化钠在低雷诺数下的减阻增强效果随CTAB质量分数和本身添加质量分数的提高均加大,但在CTAB质量分数超过0.05%后,其减阻增强效果明显钝化。在雷诺数约为8 500时,添加0.6%的氯化钠于0.02%CTAB稀薄水溶液中,可使减阻效果由12%增强到26%。     

杯拉深承载极限研究

应用塑性流动理论和拉伸塑性失稳准则,导出基于三种常用材料硬化曲线的拉深临界失稳载荷通解,反映了板材厚向异性、加工硬化和凸模几何尺寸的影响。四种板材的拉深试验表明,理论解与试验结果的相对误差在5%以内。分析了对应不同硬化曲线的特解适合的板材种类。指出忽略板材的厚向异性或用不匹配的方程拟合试验硬化曲线会对解的精度产生明显影响。提出的通解适用于绝大部分板材的拉深性分析。     

微注塑成形中壁面滑移对熔体充模流动影响的研究

分析了微尺度下熔体壁面滑移机理，研究了微注塑成形中壁面滑移对熔体充模流动行为的影响。利用有限元方法进行数值模拟，确定了不同特征尺寸微通道中熔体的滑移系数，分析了入口剪切速率和长径比与滑移速度之间的关系。研究结果表明：壁面滑移使熔体速度曲线趋于平滑；当熔体入口速率一定时，其壁面滑移速度随微通道特征尺寸的减小而减小；入口剪切应力相同时，壁面滑移速度随微通道的长径比的增大而增大。