淹没磨料射流的岩石冲蚀实验研究

为了有效解决水下切割问题,并大大提高射流的切割能力,将淹没射流装置与磨料射流系统融合形成淹没磨料射流系统,采用高分辨率的数码摄像系统,研究了淹没磨料射流空泡云的形成;利用电子天平的精确测量系统,测试分析了淹没磨料射流对岩石的冲蚀性能.结果表明:淹没磨料射流在岩石冲蚀实验中,最优有效靶距直径比为4.28,最优冲蚀时间为1 min,较纯水空化射流工作效率提高3倍.随着泵压的增加,淹没磨料射流对花岗石的冲蚀质量、冲蚀深度增加;随着围压的增加,对花岗石的冲蚀质量、冲蚀深度减少.     

淹没前混合磨料射流的数值分析

利用CFD方法对淹没条件下前混合磨料射流流场进行了数值模拟,研究了喷嘴内外液固两相流的速度规律.仿真结果表明:磨料水射流在淹没条件下的耗散较大,磨料粒子速度最大值出现在一定喷距处;对于圆柱、圆锥、锥直型3种不同形式喷嘴,以锥直型喷嘴效果更优;仿真结果与实验结果基本一致.     

高压气蚀水射流切割装置的试验研究

提出了一种能较好地诱发气蚀的高压水射流切割装置———射流泵式切割装置．在非淹没条件下对该装置与普通单喷嘴装置进行了对比试验．试验结果表明,在相同的工作条件下,射流泵式切割装置比普通单喷嘴切割装置能耗低、切割深度大．根据试验结果,提出了射流泵式切割装置的最佳工作参数     

高压气蚀水射流切割装置的试验研究

提出了一种能较好地诱发气蚀的高压水射流切割装置－射流砂式切割装置,在非淹没条件下对该装置与普通单喷嘴装置进行了对比试验。试验结果表明,在相同的工作条件下,射流泵式切割装置比普通单喷嘴切割装置能耗低,切割深度大,根据试验结果,提出了射流泵式切割装置的最佳工作参数。     

有射流冲击的短扰流柱排内流场的数值模拟

采用隐式有限体积法术解三维Navier-Stokes雷诺时均湍流方程，对涡轮叶片尾缘区内有射流冲击的短扰流柱排通道内流场进行了数值模拟。湍流模型采用RNG k-ε双方程模型，近壁处湍流利用双层非平衡壁面函数法处理，采用SIMPLE算法求解速度与压力的耦合。数值计算详细的揭示了有射流冲击的短扰流柱排内的流动发展过程以及射流冲击对流场分布和压力分布的影响，并与实验结果进行了对比研究，计算结果和实验数据符合较好。     

淹没磨料射流的动理论分析

淹没磨料射流有效地解决了水下切割硬度较大的物体,动理论方法能更好地分析淹没磨料射流流动的相关理论问题。借助于多相流的运动理论,深入分析了淹没磨料射流的输运特点,探讨了淹没磨料射流中各相的碰撞特征。建立了淹没磨料射流中固、液、气各相分别满足的连续性方程和动量方程。分析指出,只要知道各相的分布函数,则可得到液、固、气各相的运动规律。     

淹没射流流场演化过程研究

摘要：采用大涡模拟方法（LES）研究了淹没射流紊动流场的演化过程,分析了速度、压力、涡量的演化规律和它们之间的内在联系。研究发现,压力场等值线呈一簇簇同心圆分布,沿射流轴线方向圆心高压和圆心低压交错分布,随着射流的进行,同心圆随射流下移并伴有变形、分裂、融合等现象;分析速度场发现射流轴线处存在高速流体团脱落现象,在固定点处的速度和压力大小有很好的负相关关系;分析涡量场发现涡旋的摆动造成了射流主体的摆动,涡旋的存在导致了压力场圆心低压和圆心高压交错分布的现象。     

单股水平淹没射流的理论计算与数值模拟

采用理论分析的方法,利用单股水平淹没射流纯水状态下射流中心轴线流速的试验推导公式,进行不同流程下中心轴线最大流速的计算。然后利用FLUENT流体计算软件,对单股水平淹没射流进行数值模拟研究,求得射流相对应流程上中心轴线的最大流速,并与理论分析结果加以比较,从而验证CFD流体计算软件对淹没射流研究的适用性和准确性。     

不同种类颗粒射流流化床的射流深度

对Geldart B、D类颗粒进行了射流深度计算关联式的研究。对前人的实验数据进行多元线性回归分析,建立了射流流化床中Geldart B、D类颗粒射流深度的计算关联式,关联式计算值与实验值吻合较好。将关联式与其他研究者得到的关联式进行比较,本关联式误差相对较小。     

横向淹没射流和表面射流问题

本文对淹没射流和表面射流问题进行了较系统地分析和研究。在建立控制方程的基础上以大量数据验证其正确性,并得出几种不同边界条件下的扩展率,扩展系数及附加质量系数的数值,其中深水断面横向表面射流的扩展率是最新的数据。     

回流喷射混合器冷态气流动力场特性试验研究

本文在一内径为２６５ｍｍ，高为５６５ｍｍ的全尺寸喷射回流混合器冷态模型上对气流动力场特性进行了试验研究，测定了气流速度场分布、静压场和混合器的压降，讨论了喷射管风量分配比及对速度场的影响．结果表明，在均匀布置喷射管的条件下，可以得到较好的旋转湍动气流速度场分布特性．     

圆周形涡流动速度场的数值模拟研究

以圆周形涡流体为研究对象，通过数值模拟的方法对其内部速度场进行研究，较准确得验证了流体速度场的分布特性．为各种流体运动可视化研究领域提供一个清晰的概貌，为矢量场可视化的研究发展提供参考．     

喷管内雾状气液两相流场计算分析

基于双流体模型,考虑两相间动量和热量传递,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟.分析了亚声速及超声速流场特性,重点研究了液滴尺寸及初始含气率对两相流动的影响.计算结果表明:液相速度增长相对缓慢,喷管出口处两相速度差异最大;液相出口速度随液滴尺寸减小而增大,气相出口速度随其减小而减小;液相、气相出口速度均随着初始含气率的增大而增大;在超声速流动中,喉部马赫数小于1,喉部面积随初始含气率及液滴尺寸的增大而减小.这将为喷雾发动机性能的研究分析奠定基础.     

半圆管挡板搅拌槽内的湍流流场

为增强搅拌槽内流体的流动特性,设计一种半圆管形挡板,采用标准k-ε模型和多重参考系法对其内部湍流流场进行研究。通过与实验结果的比较,验证了所建模型和模拟方法的可靠性,随后对搅拌槽内的流场、速度和湍动能分布及功率消耗进行分析,并与标准搅拌槽进行对比。结果表明,半圆管挡板能提高流体速度分布的均匀程度,增大流体的轴向和切向速度以及湍动能,而且功率消耗略降低约5%,具有一定的节能功效。     

直锥型高效旋风器流场的实验研究

用微机电测系统对直锥型旋风器流场进行了全面的测定,得到了三维速度分布图;并与既有的流场测试结果进行对比分析,提出了供理论计算用的流场特征参数。     

不同调节方式影响铸嘴型腔出口速度、出口温度分布的研究

本文研究了两种典型入口速度调节方式对铸嘴型腔流场和温度场的影响。通过数值方法对铸嘴型腔非定常流动和传热进行了仿真分析。结果表明：在同一变化幅值情况下，入口速度阶跃变化、斜坡函数变化后的熔体出口速度、出口温度分布基本相同．     

风向与风速对多层建筑火灾流场的作用

从理论上研究了一幢大楼不同位置的房间发生火灾时 ,外界吹来不同风速的正向或侧向风对房间内外稳态温度场与流场的作用 .特别研究了房间内热气流流出窗外向上运动的浮力和外界风力相互作用发生的现象及其对房间内流动的影响 .首次引入了关于正向风与侧向风的第一临界速度V 1 与第二临界速度V 2 ,作为外界风速与建筑物内火灾流场相互作用有标志性的重要参数 .计算结果表明 ,当外界来流风速 |V|<|V 1|时 ,建筑物内外流动主要受向上浮力的控制 ;|V 1 |<|V|<|V 2 |时 ,建筑物内外流动主要受浮力和外界风力的共同影响 ;|V|>|V 2 |时 ,建筑物内外流场特征不再随风速地增加而改变     

注入钢液温度降低时中间包非稳态过程数值模拟

利用所建立的中间包非稳态传输过程数学模型对包浇注一个包次周期中中间包工作过程进行了数值模拟.在中间包非稳态过程模拟中首先采用稳态速度场和温度场作为计算的起始速度场和湿度场,以此为基础,完成一个包次浇注过程的计算后,用其所得物理场作为初始速度场和湿度场,进行中间包注入钢液温度降低所产生的非稳态过程模拟计算.模拟结果表明,这样处理更加逼近中间包的真实状态.通过对数值模拟结果的分析,发现在钢包一个包次浇注过程中,中间包中出现两次"流动逆转"和"温度逆转",且第一次逆转有利于中间包冶金功能的发挥,第二次逆转的作用相反,应设法避免和推迟中间包内第二次逆转现象的出现.     

进料方式对水力旋流器径向流场影响的研究

水力旋流器内部流体径向流场对其内部颗粒的径向位移有着重要的影响,直接影响水力旋流器的最小分离粒度。而不同的进料方式影响水力旋流器内部流体径向流场。针对单边进料和双边进料两种形式,采用FLUENT的RSM模型和mixture模型,对水力旋流器内部流体进行流场数值计算,得出了旋流器内部液流径向速度分布规律。对于设计出高效水力旋流器及确定合适的进料方式提供了依据。     

舰载飞机发动机喷流速度场研究

为了研究舰载飞机发动机喷流速度场的分布特性,提出了一种新的飞机发动机喷流场的计算模型,并将其应用于某型发动机喷流场的计算,分析了该型发动机尾喷口射流的极点位置、转折点位置和速度分布规律等影响发动机性能的关键参数.根据所建立的新型数学模型,编制了数值预报程序.将针对某型发动机的计算结果和旧的数学模型计算结果进行了比较,从2种数学模型的计算结果与试验结果的对比、分析可以看出,新型计算模型可以更好地模拟发动机喷流场的速度分布规律.该方法可以用于评估发动机的主要性能参数,研究其喷流场对飞机自身以及周围环境的影响.