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。     

关于一维非恒定流方程的差分格式,底摩擦项形式和数值稳定性的关系

本文分析了一维非恒定流方程的差分格式、底摩擦项形式和数值稳定性之间的各种关系,论证了:(a)在格式中加入底摩擦项并不一定提高稳定性;(b)非对称型格式和中心差分格式应采用不同形式的底摩擦项;(c)一维非恒定流方程的一阶迎风格式和矢通量分裂格式的线性稳定性条件。     

基于通量差分分裂型上风差分方法求解非定常不可压？…

本文使用通量差分分裂型上风差分格式求解了三晨定常不可压缩ＮＨａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程。采用这种方法，本文首先在绝对和相对两种数值模拟了低雷诺数定常条件下平板周期性振荡问题，计算结果与解析解相当吻合；然后数值考察了雷诺数Ｒｅ＝２００，角速度ω＝０和ω＝１两种情形下圆柱绕流问题，数值计算所得的阻力系数力系数和斯特罗哈 试验结果完全相符。     

高坝瞬时泄洪对坝下游船舶航行及码头影响的数值模拟

以描述河流瞬变流的运动方程为基础,得出了模拟瞬时洪水波和溃坝波在天然河道和干河床中传播过程的数值计算方法.运用该方法模拟分析了金沙江向家坝突然泄洪过程,以及瞬变流对坝址下游165km长河道中船舶航行和码头的影响.     

基于通量差分分裂型上风差分方法求解非定常不可压缩 Navier-Stokes 方程

本文使用通量差分分裂型上风差分格式求解了三维非定常不可压缩 Ｎａｖｉｅｒ Ｓｔｏｋｅｓ方程。采用这种方法，本文首先在绝对和相对两种参考系中数值模拟了低雷诺数非定常条件下平板周期性振荡问题，计算结果与解析解相当吻合；然后数值考察了雷诺数 Ｒｅ ＝ ２００，角速度 ω＝ ０和 ω＝ １ 两种情形下圆柱绕流问题，数值计算所得的阻力系数、升力系数和斯特罗哈数同试验结果完全相符。     

法国Gironde河口盐水入侵与泥沙输送的三维数值研究

运用可计算河口流场的全三维数值模型研究Gironde河口的河口环流与盐水入侵问题。本模型应用有限差分法求解浅水方程,同时采用模态分裂技术获取关于水位的泊松方程。而湍流计算则采用二阶K-L模型求解。模型采用Gironde河口两次不同实测数据进行率定参数与验证。通过对潮汐与径流作用的详细分析以研究该河口动力结构及影响河口环流盐水入侵的主要影响因素。     

固液两相湍流和颗粒磨损的数值模拟

基于两流体模型，建立了固液两相流中更一般的Ｋ－ε双方程湍流模型，模化了固相和液相的连续方程，动量方程及Ｋ方程和ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间的滑移，颗粒间的作用及相间作用，使用本文所建立的流模型和粒磨损模型，可 液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率，本文给出了一水轮机导叶在含沙水流中的过流特性及磨损情况的数值模拟，预测结果与实验结果比较一致。     

矩形明渠均匀流水深和底宽的算子分裂算法式

   应用算子分裂思想将矩形明渠均匀流方程分裂为两个简单算式，通过耦合方法建立了整个定义域内的统一近似算式，该算式结构简明，计算方便，精度可达10-5。     

污染物移流扩散方程的高精度分裂格式

提出了污染物移流扩散方程的一种高精度分裂格式, 该格式将多维移流扩散方程分裂为多个一维方程进行求解, 在每个方向上仅涉及三个空间节点而达到空间四阶精度. 采用该格式对几个经典的纯移流、移流扩散问题进行了数值模拟, 数值结果表明, 该格式比经典的移流扩散方程格式的精度要高得多, 此外该格式还具有编程简单、求解十分快速的优点.     

单一粒径均匀悬浮固—液两相流中球泡的动力学方程

本文以Ｅｌｇｈｏｂａｓｈｉ和Ａｂｏｕ－Ａｒａｂ提出的固－液两相流动方程作为描述液体相运动的控制方法，以拉格朗日形式下的球形颗粒在液流中的运动方程作为描述固体颗粒相运动的基本方程，建立了固液两流中的泡动力方程及在球泡溃灭时间τ和固体颗粒动力响应弛豫时间τ分别为τｃ〉〉τｒｅｌ和τｃ〈〈τｒｅｌ两种极端情况下的简化方程。     

SIMULATIONS OF THE THREE-DIMENSIONAL TOTAL DISSOLVED GAS SATURATION DOWNSTREAM OF SPILLWAYS UNDER UNSTEADY CONDITIONS

Dams are often operated in a way to discharge over the spillways, which would cause a high dissolved concentration of air and be harmful to fish. The bubble transfer and the water surface transfer play an important role in affecting the concentration of the Total Dissolved Gas (TDG). Based on recent numerical simulations of the total dissolved gas saturation, in this article, a two-phase TDG transport equation is adopted to develop an unsteady three-dimensional (3-D) two-phase flow Computational Fluid Dynamics (CFD) model, including a number of parameters such as water depth, pressure and air volume entrained. This model is used to predict the hydrodynamics and the TDG distribution under unsteady discharge conditions. Good agreement between measured and numerical results is obtained for a case study.     

WELL TESTING ANALYSIS FOR HORIZONTAL WELL WITH CONSIDERATION OF THRESHOLD PRESSURE GRADIENT IN TIGHT GAS RESERVOIRS

A fundamental solution for homogeneous reservoir in infinite space is derived by using the point source function with the consideration of the threshold pressure gradient. The fundamental solution of the continuous point source function is then derived based on the Green function. Various boundary conditions of the reservoirs are considered for this case and the corresponding solutions are obtained through the mirror image reflection and the principle of superimposition. The line source solution is obtained by integration. Subsequently, the horizontal-well bottom hole pressure response function for a non-linear gas flow in the homogeneous gas reservoir is obtained, and the response curve of the dimensionless bottom hole pressure and the derivative for a horizontal well in the homogeneous gas reservoir are obtained. In the end, the sensitivities of the relevant parameters are analyzed. The well test model presented in this paper can be used as the basis of the horizontal well test analysis for tight gas reservoirs.     

气液两相水平管流分层--段塞流型转换机制研究

本文根据Stokes溃坝理论 ,提出了一个新的物理模型。通过对段塞单元的稳定性进行分析得出段塞保持稳定的临界液面高度值 ,从而得出分层流向段塞流转换的条件 ,并分析了液体粘度、管径大小对流型转换条件的影响。计算结果与实验值较为吻合     

水电站长输水道管流气泡动力特性研究

本文以水电站瞬变过程中调压室漏空压力钢管中的气液两相流作为研究对象，在模型实验的基础上，探讨了气泡对管道水压变化的影响及其数学描述.由流动的连续性，导出了瞬变过程中计算调压室进气流量的公式；引入了气团质点的新概念，将每一时间步长内进入压力管道的空气视为一个质点；发展了用拉格朗日研究固体质点运动的方法研究气团质点在管道中运动的原理和方法；研究了采用Wylie的自由气体——离散模型计算瞬变压力变化过程.数值计算和模型实验数据的对比表明，本文所发展的数学模型能够较好地描述调压室漏空压力钢管中气液两相流的压力变化过程.     

边界透气性对降雨入渗的影响

基于水气二相流理论,采用有限单元法计算了不同透气边界条件下的降雨入渗过程,探讨了边界透气性对稳定入渗强度、孔隙气压分布和饱和度分布等的影响。边界透气条件是渗流计算中的一个重要控制条件,传统计算多为定性研究,通过量化透气条件,分析边界透气性对降雨入渗的影响。结果表明:稳定入渗强度与边界透气性密切相关,边界透气性越小,稳定入渗强度受透气性影响越敏感,其敏感性随边界透气性增大逐渐降低,边界透气性对稳定入渗强度的影响呈对数关系。此外,边界透气性越小,降雨入渗过程中孔隙气压力越大,湿润锋推移速度越慢。     

A laterally averaged two-dimensional simulation of unsteady supersaturated total dissolved gas in deep reservoir

Elevated levels of the Total Dissolved Gas (TDG) may be reached downstream of dams, leading to increased incidences of gas bubble diseases in fish. The supersaturated TDG dissipates and transports more slowly in reservoirs than in natural rivers because of the greater depth and the lower turbulence, which endangers the fish more seriously. With consideration of the topographical characteristics of a deep reservoir, a laterally averaged two-dimensional unsteady TDG model for deep reservoir is proposed. The dissipation process of the TDG inside the waterbody and the mass transfer through the free surface are separately modeled with different functions in the model. Hydrodynamics equations are solved coupling with those of water temperature and density. The TDG concentration is calculated based on the density current field. A good agreement is found in the simulation of the Dachaoshan Reservoir between the simulation results and the field data of the hydrodynamics parameters and the TDG distribution in the vertical direction and their unsteady evolution with time. The hydrodynamics parameters, the temperature and the TDG concentration are analyzed based on the simulation results. This study demonstrates that the model can be used to predict the evolutions of hydrodynamics parameters, the temperature and the TDG distribution in a deep reservoir with unsteady inflow and outflow. The results can be used in the study of the mitigation measures of the supersaturated TDG.     

搅拌器内转轮半径对气液混合影响的数值模拟研究

研究转轮半径这一因素对搅拌器内气液两相混合流特性的影响,可为搅拌器的设计与优化提供依据。采用RNG k-ε湍流模型结合多参考系法对单叶轮气液搅拌器内的气液混合过程进行了模拟计算。通过模拟计算得到了搅拌器在相同通气率、相同转轮转速、不同转轮半径下的气液流动速度场以及不同方向、不同截面上气含率的分布规律,分析了不同转轮半径对搅拌器内三维流场及气含率分布的影响。模拟结果表明:在通气率不发生改变的情况下,转轮半径大小的改变对搅拌器内的气含率分布的影响较小,而对速度分布有一定的影响。     

基于PIV测量技术的变曝气量下气液两相流速度场研究

粒子图像测速技术(PIV)作为一种无扰的全流场速度测量手段,在多相流研究领域具有较高的学术意义和实用价值。本研究针对曝气过程中的复杂气液两相流动,使用高速摄影机获取气液两相流流场的高帧图像,再通过图像预处理手段及PIV测速算法得到气液两相流速度场信息,并对不同工况下气液两相流的流态流速规律进行了研究分析。本文提出的图像预处理方案,通过采用图像的运动目标分割、降噪与反相等手段进行图像预处理,可以有效地减少后续速度场计算中的信息量及误差。研究结果为工业生产过程中有效提高曝气效率提供了重要的参考依据。     

联合生态调度对超饱和气体影响的数值研究

在水利枢纽之间实现有效调度来减少总溶解气体对鱼类的危害是操作方便又经济的生态调度新方法。该文以哥伦比亚河上超饱和气体现象最严重的大古力坝下游鲁弗斯伍兹湖为研究对象,以现场观测资料为基础,采用二维两相流模型模拟电厂和泄洪孔之间流量转换下的鲁弗斯伍兹湖的超饱和气体浓度,对比分别利用改造泄洪建筑物结构和通过联合生态调度来降低其不利影响的效果,最终目的是通过合理水库调度方式,减轻或弥补对水生态环境的影响。     

复合气藏内凝析油气流动问题的新模型及应用

建立了凝析油-气在多孔介质中的渗流方程，针对形成不同流体区域的凝析藏、有边水的凝析气藏、岩性尖灭凝析气藏及井底存在污染和改善等多种情况，建立了复合气藏内的凝析油气渗流新模型，求出了凝析气藏油－气拟压力分布的解析解，并指出了凝析气田开发中的实际应用价值。