重力对气液两相横射流的影响分析

该文采用直接数值模拟研究了沿横流方向重力对平板单孔气-液两相横射流的影响规律.基于VOF方法,数值模拟捕捉到了清晰的瞬态气-液界面.研究结果表明:相比于不存在重力的情况,沿横流方向重力的存在会使流场中的气体受到逆横流方向的浮力.浮力有利于气体黏滞于固壁表面附近,具体表现为有重力算例的横截面平均气体体积分数和近壁面平均气...     

平面射流和浮力射流的数学模型及计算方法

本文提出了一个预报平面射流和浮力射流特性的双尺度Ⅱ湍流模型,并给出了六点格式的有限解析法用于数值计算。同时也应用单尺度模型和双尺度Ⅰ模型进行了预报。预报了射流和均匀环境中浮力射流的扩展率、流速分布、温度分布、雷诺切应力分布和湍动能分布。同试验资料的比较证明双尺度Ⅱ模型最好。     

水下高围压磨料射流装置及冲蚀性能的研究

提出了水下高围压磨料射流切割模拟试验装置并对其进行了试验，得到了冲蚀深度与靶距，模拟水深，射流管长度及冲蚀时间的关系。同时对空气中磨料射流与纯水射流的冲蚀性能也进行了比较，本文较全面地揭示了水下磨料射流的冲蚀性能，为实际应用提供了必要的依据。     

两相流中颗粒对连续相湍流的影响及计算模型

对于两相流中由于颗粒存在会增强或减弱连续相湍流强度的实验现象,本文提出了一种改进型k-ε模型,对轴对称气—固射流进行的计算能在模拟该现象方面有明显的改进。     

雾化水流计算模式

本文描述了雾化水流现象并提出了雾化水流的一个计算模型。得出了雾化水流影响领域的各种不同的计算公式和方法。     

往复流中射流的流态研究

为研究近海水域的排污扩散规律,推导了往复流中射流流团运动轨迹与计算式.对排污工程进行概化,给出了模型的边界条件与数值模拟的工况,利用重组化群紊动能-紊动耗散率紊流模型,对往复流中射流流态进行了模拟,验证了数值模拟结果,研究了射流流速分量等值线分布,采用半经验半理论的方法分析了射流流团涡心运动规律.结果表明,受横流控制,射流z轴方向流速分量w等值线(简称:射流w等值线)在对称面上手形对称,形成两排并行的流团,流团在运动过程中互相掺混,形成Y状外形.在z剖面上射流w等值线形成一对同心圆.得到了流团涡心运动轨迹x与z分量随时间t变化的函数关系式.     

固液两相流体中刚性平面边壁附近的空泡溃灭计算

本文中利用数值方法分析了固液两相流体中刚性平面边壁附近的空泡溃灭问题,讨论了固相浓度、颗粒尺寸等因素对空泡溃灭的影响以及空泡溃灭过程中的颗粒运动,并用高速摄影实测结果进行了验证。     

基于FVS法的气流两相瞬变流计算及特必研究

本文研究了求解气流两相瞬变流方程的方法－矢通量分裂（FVS）法，将控制方程中的矢通量按照矢量雅可比矩阵分裂为两个亚矢通量并建立了稳定的差分格式，该方法能自动准确地捕捉到两相瞬变流中的激波，该方法计算数据与实验数据对比。能很好的吻合,本文还讨论了初始空穴率α0，气体释放系数Ck对压力p,波速α，空穴率α的影响。     

气固两相射流的数值研究

本文根据ＰＳＩ－Ｃｅｌｌ模型，用差分法计算，分析了喷嘴内的气固两相流动和喷嘴外的自由射流，不计颗粒间的相互作用，粒子自旋，粒子和固壁间的碰撞模型为非规则模型，并将部分计算结果与实验作了比较，吻合良好，计算结果表明在气－固两相射流中，粒径大的粒子比密度小的粒子其轴线速度衰减得慢，而密度的变化却对粒子的扩散快慢影响不大。     

不同发射深度下喷管燃气射流特性研究

为了探索发射水深对发动机水下点火流场特性的影响机制,该文数值研究了不同水深条件下发动机水下点火时实验喷管气水两相流场的非定常演化过程.研究结果表明:射流初期,高密度水介质对喷管出口高温燃气泡强剪切流具有阻滞作用,导致了流场中的压力以及射流产生的推力波动比较剧烈;随着射流的发展,流场中的压力及射流产生的推力波动趋于平缓,波动幅值与频率也随之降低;喷管推力随工作水深的增加而减小,并且推力随时间的变化规律与喷管进口燃气总压变化趋势一致.     

掺气水射流的空化及其应用

基于两相流体动力学的理论，建立空蚀射流切割装置中短管内的压力变化梯度的基本方程式；通过求解不同流速与不同掺气量时的短管内压力变化结果，分析了初始掺气率和水流流速对短管内压力坡降的影响；为增高水射流的切割效率提供理论依据；研究表明，若水流马赫数接近于1，短管内将产生巨大的压降，促使出口水流产生空化，通过利用高速水流并控制吸入适量空气，形成的空蚀流可提高水射流的切割效率。     

基于考虑含气量变化浆体水击模型的复合管道水击数值计算

作者在提出了考虑含气量变化的同液两相流浆体水击基本方程的基础上,建立了考虑含气量变化的浆体水击模型。运用该模型对某电厂除灰系统管道进行了水击数值计算,根据计算结果提出了合理的建议,该建议已被采纳和应用。同时将计算结果与原有清水水击模型和浆体水击模型的计算结果进行比较,结果表明：该水击计算模型在进行同液两相流水击计算时精度高,可用于工程计算。     

扭曲型挑坎挑流的数值模拟

采用RNGK-ε湍流模型与VOF多相模型对扭曲型挑坎挑流进行水气两相流三维数值模拟,模拟了挑坎里的自由水面与挑流的空中轨迹线,得到计算域的速度、压强、湍动能K与湍动能耗散率ε的分布、内外挑距与水舌宽度,并与物理模型的试验结果进行比较,两者吻合良好,验证了该数值模拟方法的可靠性、合理性。     

挑流消能水气二相流数值模拟

采用VOF法对挑流消能从库区到下游水垫塘进行了全程水气二相流二维数值模拟。模拟了射流的空中轨迹线和水垫塘的自由水面，得到了计算域的流线、压力、流场、紊动能k及紊动能耗散率ε分布，并用物理模型对模拟结果进行了验证，二者吻合良好。说明利用湍流二相流模型及VOF法对空中射流水舌及水垫塘流态模拟是可行的。     

稠油-水两相水平管流压降规律的实验研究

设计和建造了内径为25．7mm,长52m的水平不锈钢多相流实验环道,尝试性地利用稠油(50℃时,粘度为1314．89mPa．s,密度为958．05kg／m^2)与水进行了油-水两相流流型和压降实验。混合流速范围为0．2m／s～1．2m／s,入口含水率范围为0．25～0．7,实验温度分别为50℃、60℃和70℃,并加入破乳剂重复了以上的实验。本文着重分析了含水率、混合流速、温度、破乳剂等因素对两相管流压降的影响规律。实验表明：流型是影响压降规律的主要因素;在不同流型下,同一因素对压降规律的影响程度也有所不同。研究结论对油田现场的油-水混输管线的设汁与安全运行具有较好的指导意义。     

基于SPH方法挑流水舌的数值模拟研究

以数值模拟挑流水舌的运动特性为目标,采用光滑粒子动力学方法,根据水气两相流的运动规律,建立掺气水舌的SPH数学模型,根据空气阻力的作用特性和自由表面判据,得到了空气阻力的计算关系式,提出了掺气水舌的SPH数值解法。针对桓仁水电站泄洪雾化,进行了掺气水舌的SPH数学模型实例研究,所得到的光滑粒子运动图像刻画了挑流水舌与空气的相互作用,模拟了挑流水舌的掺气过程,并得到了掺气水舌的厚度和速度随其曲线长度的变化关系。结果表明,桓仁水电站挑流水舌的外缘挑距模拟值为82.2 m,原型观测数据为80.2 m,计算误差为2.49%。掺气水舌的挑距模拟值与其原观值基本一致,证明了掺气水舌SPH数学模型模拟挑流水舌运动的有效性和可靠性。     

基于小波能量特征的气液两相流流型识别方法

应用小波分析对流型的动态压差波动信号进行分析、提取特征,然后将小波能量作为改进BP神经网络的输入,提出一种新的流型识别方法,并用实验数据验证了该方法的正确性和有效性。     

VOF方法理论与应用综述

分析两相流中采用VOF方法模拟交界面运动变化的基本原理,概述近年来为提高VOF方法计算精度和自由面重构效果所做出的各种改进和在各个领域所取得的研究成果及应用前景.指出VOF方法如在基础理论上进行改进,则在多维流场的数值模拟上将会有更广阔的应用空间.     

长输水管道充水的气液两相流数值模拟

基于缓慢充水过程中管道内气液两相流的流态及其特性,在一系列合理假定的基础上,推导建立了描述充水过程的气液两相流控制方程,给出模型的求解方法和计算流程。采用南水北调工程北京西四环暗涵充水试验数据对模型进行验证,结果表明,数值模型可用于模拟"V"形复杂管道系统缓慢充水过程中管内水流和通气孔气流的两相变化过程。研究成果对长距离输水工程中通气孔、排气阀等调压设施的设计、选型,及后期管道的安全运行、维护管理等具有重要意义。