正压射孔完井中附加压力形成现象及数值求解

正压射孔完井中,在高能气体能量衰减过程中射孔液柱压力和地层流体在原有的正压差平衡下,会产生一个瞬间附加压力.模型计算表明,正压射孔完井中射孔液对孔道壁压力与地层压力重新达到平衡时存在时间滞后现象,通过设定参数计算表明瞬间地层流体压力传递滞后15.476ms,说明射孔液对孔道壁会产生较大附加压力也会造成压实效应.     

二维楔形体入水的SPH-ALE数值模拟

采用基于黎曼解的SPH-ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法对二维楔形体入水的初期过程进行了数值模拟,提出了一种法向排斥力模型与核函数修正相结合的方法来处理固壁边界,用以防止模拟过程中水粒子穿越固壁边界,并通过对核半径影响范围内的水粒子压力积分得到边界处的压力值。给出了楔形体边界处流场的压力变化特征与楔形体的速度变化时历图,并与相关的理论值及试验值进行了对比验证。     

固壁面附近空化泡溃灭过程的数值模拟

通过数值模拟研究空化泡与固壁的距离（γ）、空化泡大小和环境围压对单个空化泡溃灭的影 响．结果表明：随着空化泡与壁面的间距减小,空化泡的非对称变形越来越明显,从形成射流到最终 溃灭的时间不断增加,最大射流速度和溃灭压力都随之减小;空化泡大小对射流速度的影响不大, 尽管溃灭压力随着空泡半径的增大而相应增大,但变化幅度很小;当环境围压增大,最大射流速度 和溃灭压力都大幅度增大,溃灭压力在γ＝２．０时的增幅甚至接近一个数量级．     

旋流燃烧器出口气固两相流场的 光学波动法测量研究

为了精确测量旋流燃烧器出口的固相质量分数和颗粒细度,介绍了光学波动法测量固相质量分数的基本原理,并在气固两相流实验台上采用基于光学波动法的激光探针测量固相质量分数,对不同的一、二次配风条件下的回流区大小、扩散特性以及质量分数分布变化进行了测量研究.试验结果表明：在燃烧器出口流场中,固相质量分数最高点和气相速度的最高点均处于二次风口附近,在离燃烧器出口0~200 mm范围内,气相速度衰减迅速,而固相质量分数的衰减缓慢;各次风对固相质量分数分布的作用各不相同：一次风大小的改变对中心回流区内固相质量分数影响微弱,主要影响周边区域;增强内二次风对增强回流区内的固相质量分数的差异最为明显;增加外二次风限制了颗粒对外扩散,固相质量分数的分布在周向上更加均匀.     

基于压力边界的微流道气体流动数值模拟方法

基于单元格压力线形假设,提出了一种处理微流道压力边界的新方法.将此方法应用于直接蒙特卡罗（DSMC）方法,分别对在4种压力边界条件下的微流道气体流场进行了数值模拟,获得了微尺度流场的速度分布及压力分布,并比较了在各种压力边界条件下微流场的稀薄特性和沿程压力的线性度分布.研究表明,采用此方法获得的速度和压力模拟解与解析解比较一致;在整体更为稀薄的微流场中,由此方法给出的沿程压力分布线性度更好,Knudsen数变化更大.进出口速度收敛性分析表明,此方法不仅具有稳定的收敛性,而且与现有方法相比收敛更快.     

链刚性对高分子溶液在微纳通道内流动的影响

采用蠕虫状链(worm-like chain)模型表示高分子链,用耗散粒子动力学(DPD)方法模拟微纳通道内高分子溶液的压力流,研究链刚性对高分子链迁移以及通道内速度场的影响.研究结果表明,链刚性越强,高分子链受到的阻力越大,降低高分子链周围流体的速度,使高分子溶液整体流速减小.模拟结果还显示,当链刚度较小时,高分子链在微通道压力流中会向通道中心方向迁移,并随着流场增强迁移越明显,但随着链刚性增强,壁面附近的高分子链排空层厚度减小,通道中心处的高分子链浓度也减小,高分子链质心分布呈明显的双峰状,与实验结果吻合.模拟结果对相关微纳流控机械的设计和优化具有指导意义.     

不同形状壁面下微泡动力学行为的有限元分析

为研究刚性平面、凸面和凹面附近的微泡动力学行为的差异,建立超声激励下3种刚性壁面附近微泡的有限元模型. 结果显示,刚性凹面附近的微泡形变较明显,易产生瞬态空化导致破裂. 同时,微泡具有偏离初始位置向壁面振荡靠近的动力学行为. 在声学参数以及距离壁面底部距离相等的情况下,近刚性凹面下的微泡重心振荡更剧烈,偏离初始位置距离最大,且凹面受到的压力较大,凸面受到的压力相对较小,壁面受到的压力与入射声压呈正相关,平面所受压力和附近微泡重心偏离程度介于凸面和凹面之间. 本模型可为靶向药物治疗等研究提供理论参考.     

自然对流对界面形貌、流场和温度场的影响

为了探究固液界面形貌、界面附近流场和温度场与自然对流强度的关系,设计了实验装置,用物理模拟和数值模拟的方法,研究了自然对流强度对透明有机材料固液界面的形貌、界面附近流体速度和温度分布的影响.结果表明,自然对流使固液界面发生弯曲,界面呈不对称形状;靠近固液界面的液体以边界层的方式流动;Rayleigh数较小时,界面附近的液体温度呈线性降低;Rayleigh数较大时,远离界面的液体温度几乎是均匀的,界面处液体温度迅速降低.可见,自然对流强度是影响固液界面形貌、界面附近液体速度和温度分布的重要因素.     

超声速干粉灭火喷管气固两相射流特性的数值分析

针对超声速气流驱动干粉颗粒形成的缩放喷管气固两相射流,采用拉格朗日方法、气固双向耦合模型以及Shear-Stress Transport k-ω湍流模型进行数值模拟,分析了颗粒装载比、萨夫曼力和入口压力等因素对气体参数、颗粒速度以及颗粒聚集度的影响。结果表明:气固双向耦合模型可以准确的分析气体与颗粒之间的相互作用。当高压气体通过缩放喷管时会产生超声速流动,从而带动颗粒作加速运动;在同一入口压力下,如果颗粒装载比较高,那么颗粒速度较小,且气体参数受颗粒的影响较大。颗粒在喷管扩张段轴线附近聚集,导致轴线到壁面附近区域内,产生沿径向向外的气流速度梯度,这可以解释萨夫曼力使轴线上气固两相的速度增大,并且在高颗粒装载比下的影响更显著的原因。不同入口压力下可能出现欠膨胀、过膨胀和完全膨胀三种不同喷管射流形态;在完全膨胀流态下,颗粒加速和气流降温的效果相对更好。研究结果可为超声速干粉灭火技术的应用提供理论支撑。     

气力输送系统中加速区气固两相流动特性的研究

对气力输送系统中具有不同初始状态的固粒群在加速区的气固两相流动进行了数值模拟.气流场采用修正的k-ε湍流模型进行计算,利用相间滑移数值方法(IPSA)求解全流场的Navier-Stokes方程,并推导求解了在时间模式和空间模式下具有不同初始速度的固粒群的运动解析关系.通过分析解析关系和数值模拟结果发现,初始气固速度比与固粒加速区的运动高度相关,但与稳定运动无关;最终运动速度取决于摩擦条件和悬浮运动速度;加速区固粒作变加速运动;初始速度比决定了中心区加速度;近壁区变速运动与初始速度比和壁面摩擦相双因素有关.     

井内瞬态波动压力分析

本文用混合隐式特征线法求解了井内流道中的瞬态波动压力问题,给出了弹性管和可压缩流体在井内各流道组合的压力波波动方程和定解条件。文中对运动管柱(钻柱,套管)在常规井身结构内的各流道组合进行了合理的划分,得出了各种情况下瞬态压力的数值解。本文瞬态波动压力计算结果比过去通用的稳态波动压力计算值更符合井内实际,因此用本文的方法能更准确地计算井内波动压力及确定合理起下钻速度。     

浑水水力分离清水装置进口及底孔对流场影响的数值模拟

为研究浑水水力分离清水装置的进口尺寸、进口流速和底孔孔径发生改变时对流速场的影响,采用重整化群k－ε模型对装置内的清水流场进行了3维数值模拟。模拟结果表明：流量不变的情况下进口尺寸的增加将会增加柱体区的切向流速和锥体区的径向流速,装置对进口流速的变化较为敏感,因此处理较大流量时应该优先考虑增加进口尺寸;底孔孔径的增加将会增加锥体区的切向及轴向流速,有利于装置中泥沙的排除,但同时将会导致清水溢出量减少。     

多孔纤维型重整微反应器的等效电阻网络建模

针对应用于重整制氢微反应器的复杂多孔金属纤维载体（PFS）的流速场高效分析难题,建立载体中随机微通道的等效电阻网络分析模型. 基于复杂随机纤维结构的统计网络模型,将纤维载体中三维联通的随机微通道结构及与之相连的进出口腔简化为规则的网络通道结构.借鉴基尔霍夫定律,建立纤维载体的等效电阻网络模型,并确定求解方法. 纤维载体流速场实例分析的结果表明,基于等效电阻网络模型求解的纤维载体流速场与计算流体力学(CFD)方法的结果之间的皮尔森相关系数约为98%,且求解效率约为CFD方法的2.9×10⁴倍. 研究成果为多孔纤维型重整制氢微反应器的设计制造提供了新的支撑方案.     

非常规减温减压系统设计探讨

根据热电工程减温减压理论,本文论述了有特殊要求的供汽系统减温减压装置的设计与应用,详细介绍了该装置的自动控制系统及其节能措施。     

压力电炸炉的原理和设计

本文论述了压力电炸炉的工作原理和设计理论,推导了有关的技术设计公式,对典型部件提出了合理的结构设计。     

基于多孔介质模型的过滤器分析

为保证航天发射场供气系统管路的洁净度及管路仪器仪表、压缩机等正常运行,应在设备入口前的管道上安装过滤器。文章利用三维建模软件Solidworks对所研究的过滤器进行建模,采用有限元分析软件FLUENT的多孔介质模型进行数值模拟,通过改变过滤器的孔隙率及流体的速度,对过滤器出口的质量流量和进出口压差进行分析,结果显示:当气相流体为氮气时,过滤器出口的质量流量关于入口速度呈一次函数关系;不同孔隙率（0.56和0.59）对过滤器出口的质量流量影响较小;入口速度越大,进出口压差越大;孔隙率越大,进出口压差越小等规律。     

筒仓侧压力的离散元数值模拟

采用离散单元法(DEM)建立了一种筒仓缩尺模型,该缩尺模型能够提供计算原型筒仓所需的重力场.并模拟了该筒仓缩尺模型的静态侧压力,得到模型筒仓的静态侧压力与原型筒仓的Janssen公式计算值相符合的结论,并通过对该模型筒仓卸料过程的模拟分析,得到了筒仓动态侧压力变化趋势和超压系数的范围.     

Y型分叉冠状动脉血管中血液流动对血栓形成的影响

为研究Y型分叉血管中血液流动对血栓形成的影响,根据黏性流体稳定流动的Navier-Stokes方程,建立了冠状动脉分叉血管中血液流动的数学模型,并采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法,数值模拟了不同Y型分叉冠状动脉血管中血液流动情况,并考虑了分叉角度、血液黏度、入口血流初始速度对血流速度场、壁面剪应力、壁面压强的影响.结果表明:分叉角度越小成栓可能性越大,存在最易成栓的血流速度,但血液黏度对血柱形成的影响不大.     

质量损失隙透法测量低蒸汽压实验研究

建立了一套用质量损失隙透法测低蒸汽压的实验装置,给出了用该法测定蒸汽压的计算公式及装置的修正参数．用正十六烷和１－十八烯作标准物质对设备进行了可靠性和稳定性检验．     

Simulation of volute tongue of small-size centrifugal compressor

A high speed and small mass-flow-rate centrifugal compressor with original and modified volute tongue shape was simulated by 3D viscous Navier-Stokes equations.A sharp and a round tongue of volute were...