圆管中气液分层层流及减阻规律

本文研究了圆管中，气液分层层流流动情况下的阻力变化规律。首先研究了管道壁面附近掺气后，层流流动阻力的变化规律，然后研究了圆管中气液分层流动情况下．阻力变化趋势。     

两平行旋转圆盘间隙内粘性层流的解析解

研究两平行旋转圆盘间隙内粘性层流的流动，求解解析解，方法通过分析两平行旋转圆盘间隙内粘性层流的流动特点，利用数量级比较的方法，对粘性流体运动方程（Ｎ－Ｓ方程）进行了简化，并进行积分以求得缝隙内粘性流场的解析解。结果求得了两平行旋转圆盘间隙内粘性层流的速度、压力、粘性力、剪切应力、粘性力矩和功率等多数。结论所得结果为涉及此类流场的机构，如滑差离合器、液压泵和马达的配流盘、液力止推轴承等的设计提供了理论基础和有效的方法。     

减阻聚合物薄膜的研制

表面修形技术,可以减少飞机阻力而不改变飞机结构,应用方便,维护简单,颇有吸引力。国外70年代开始进行该技术的研究,大多数研究者利用Riblets(它是一些具有顺流向开槽的平面,而沟槽面的形状通常为三角形,沟槽深为几个微米)来减小紊流附面层阻力[1].美国3M公司制造的自粘接Riblets     

层流状态下超疏水表面流场建模与减阻特性仿真研究

在充分发展层流状态下对具有规则微观结构的超疏水表面流场进行数值仿真研究,分析了超疏水表面流场的减阻特性.针对超疏水表面微观结构特点,采用Cassie接触模型,对计算域利用结构化网格进行划分,采用VOF多向流模型进行数值仿真.研究表明:超疏水表面凹槽附近产生压差阻力导致凹槽内部形成低速漩涡,产生推动效应与涡垫效应;超疏水表面减阻率随凹槽槽宽增大而增大,受凹槽深度影响不显著,矩形凹槽比V形凹槽与U形凹槽有更好的减阻效果.     

高分子减阻液的非牛顿层流边层

根据速度和能谱测量以及湍斑实验,提出了湍流减阻时的弹性边层与LV 区流动的外边界层性质类似,均为非牛顿层流。在此基础上,对Virk 所提出的速度分布的三层结构模式作了重要修正.     

湍流减阻流附面层流动模型

以滚动涡湍流减阻理论为基础，建立了二维近壁附面层流动模型二维滚动涡与二维平行层流的叠加流场。通过数值计算结果的分析，解释了发生于湍流减阻流附面层中流动结构的各种奇异特征。     

对高聚物减阻机理的探讨

本文提出了高聚物减阻机理——板块学说以此能解释减阻中出现的诸多现象,弥补了其它减阻机理学说的不足,减阻机理的探讨,为推动减阻技术在工程技术中的应用是有积极意义的.     

圆管内高聚物湍流减阻流动特性研究

高聚物湍流减阻可降低传输过程中的流动阻力和能耗,研究其减阻特性具有工程应用价值。文章采用等效黏度模型和湍流模型,利用计算流体力学方法建立三维模型,结合减阻参数,模拟了流动速度和高聚物浓度等影响高聚物减阻的主要因素,分析了管道内湍流减阻的流动特性及减阻规律。结果表明：圆管管道内高聚物湍流减阻率随减阻参数的增大而增大,其最大减阻率约在50%处,而后减阻效果降低,且管道内流速越大,减阻效果越好;管道中雷诺应力分量、湍动能、涡黏系数、湍流涡耗散随减阻参数的增加逐渐降低,当减阻参数为28时,高聚物湍流减阻效果最好。     

极限减阻状态速度波动的统计特征

在分析溶液中大分子运动状态的基础上,对减阻液非牛顿层流的速度波动成因提出了理论模型,并建立了波动统计参数的基本方程。根据极限减阻状态的实验资料,对方程进行了求解。所得结果对于从亚微观层次解释减阻机理有实际意义。     

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。     

条纹薄膜减阻特性的数值分析

采用ＢａｌｄｗｉｎＬｏｍａｘ两层湍流模型，用有限差分法对Ｖ型条纹薄膜的流场进行了计算；分析了条纹薄膜的减阻特性，提出了具有最佳减阻效果的Ｖ型条纹薄膜设计准则。结果表明：当小筋倾角θ约等于６０°时，条纹薄膜减阻效果最好，减阻量可达１１％，而且减阻范围宽，ｈ＋值在５～１０之间。     

CTAB表面活性剂水溶液的减阻特性

为探讨表面活性剂CTAB作为一种减阻剂使用的可行性,使用5 mm圆管研究了CTAB水溶液的粘度流变特性及减阻特性。结果表明,C16TABr/NaSal水溶液属于非牛顿流体,“SIS”和剪切稀化现象明显;表面活性剂质量分数分别为1.0×10-4,2.0×10-4,3.5×10-4,5.0×10-4的C16TABr/NaSal水溶液的临界雷诺数以及最大减阻率分别为4 800,6 100,8 900,13 500和56%,58%,63%,68%,与牛顿流体相比层流范围扩大。     

壁面沟槽减阻数值模拟研究

针对壁面流动问题,在PHOENICS 3.6软件平台上,采用RNGk-ε湍流模型计算V型沟槽面的湍流边界层速度分布和粘性阻力,研究了不同雷诺数对V型沟槽减阻效果、湍流边界层内的速度分布以及沟槽壁面切应力的影响,结果表明,对于一种尺寸的V型沟槽,存在着一个具有较好减阻效果的来流速度范围,证明了沟槽具有削弱湍流湍动的功能。     

沟槽面在湍流减阻中的应用

对近些年来的沟槽面湍流减阻技术的工业应用方向 ,沟槽的几何形状和尺度、流场压力梯度、沟槽面放置方式对于沟槽减阻效能的影响 ,沟槽面对于湍流边界层流动特性的影响 ,沟槽面的湍流减阻机理几方面研究进展进行了综述。从湍流拟序结构理论出发提出 :具有减阻效应的沟槽面不但能通过控制低速制条带间距来降低湍流“猝发”频率 ,而且在“猝发”后的高速“下扫”过程中因其几何结构使藏在槽内的安静流体避免或部分避免因高速“下扫”而“诱导”出较大速度剪切层 ,从而实现减阻。同时指出需要利用先进的实验技术如PIV等图像处理手段并结合直接数值模拟对湍流边界层的瞬时流场进行研究 ,以其找出湍流边界层的流动结构及其运动规律。     

非牛顿流体边界层减阻流动研究

研究了四常数Maxwell-Oldroyd模型非牛顿流体边界层流动,给出了边界层内速度分布数值解,以及边界层厚度、摩阻系数沿程变化关系。为探讨高分子稀溶液管内流动减阻提供了理论依据。