苏门答腊岛西北海域大型海底滑坡过程反分析

统一描述不同浓度的固、液两相流动具有重要意义。该文充分考虑不同流态下颗粒体的本构关系、颗粒体与流体的相间作用以及流体紊动影响,应用两相流模型对统一描述稀疏和致密颗粒流问题进行了探索。经与实验结果比较,该两相流模型对不同粒径的稀疏和致密颗粒体的运动过程均能准确刻画。模拟结果表明,不同粒径稀疏颗粒体与流体的相间作用差异较大,其中细颗粒体受到的沉积作用更弱,更容易在周围流体中保持悬浮状态,因而前端运动距离更长。流体紊动粘性对涡旋结构的发展有较大的影响,考虑紊动时流体倾向于向前运动,进而促进了稀疏颗粒体的发展。致密颗粒体堆积表面附近受到的流体拖曳力较大,其在较长时间内促进了细颗粒体的向外发展,对粗颗粒体的运动则主要起到了阻碍作用。致密细颗粒体中的流体动压作用更为明显,流体正压促进了初始颗粒体前端的发展,流体负压则影响着颗粒体堆积形态的塑造。     

脉动流和强声对气粒两相流中颗粒凝聚集作用的研究

本文提出了在气粒两相流中流体介质脉动并注入强声的颗粒动力学方程,求得解析解,并进行了研究分析,得出了脉动流和强声对加速颗粒碰撞凝聚的影响等重要结论,该结论与实际相符。     

大悬浮轻颗粒固液两相流中的有序结构

应用三维颗粒图像跟踪技术,对竖直管内向上大悬浮轻颗粒固液两相流中分散相即颗粒相瞬时分布进行非接触测量,由此对顺流方向颗粒串组成的有序相分布结构进行观察研究.实验发现,当液体流动速度大于某一确定值时会有明显的颗粒串出现,此时颗粒由于受液体速度梯度诱导的强升力作用而紧贴管壁运动;随着液体流动速度的降低,颗粒串逐渐消失而颗粒沿管径向的分布会向着管中心方向发展;当液流速度进一步降低,颗粒开始在水平方向团聚.分析表明液体流动的剪切作用是颗粒串生成和稳定的机制.实验还显示,随着颗粒相平均份额的增加,流动中串间颗粒的相互作用加强,颗粒分布结构也随之受到影响.     

双锥流量计气液两相流测量模型研究

设计了一种直径比为0.8的新型双锥流量计.在管道内径为50 mm、干度范围为0.002 5～0.04的工况下,采用该流量计对水平管道气液两相流流量的测量进行了实验研究.在水流量标准装置上对该流量计进行了标定,分析了其流出系数.基于均相流和James模型,提出了一种混合密度的修正方法.利用双锥流量计的差压信号,分别对均相流模型、James模型以及修正的模型进行气液两相流总流量测量误差分析.实验结果显示,经密度修正的模型对总流量测量的相对误差可控制在6%以内,均方根误差为2.94%,表明修正后的模型可对总流量进行有效的测量,双锥流量计用于气液两相流测量可以获得较好的效果.     

明渠水气两相流数值模拟

本文采用紊流代数应力模型计算了明渠强迫掺气水流掺气设施后的两相流动,通过求解气相的质量守恒方程求得两相混合物的掺入浓度分布。算例与实验资料比较,结果基本吻合,表明这种模型是合理可行的。     

气粒两相流层流平板边界层强声作用下的颗粒运动的研究

本文提出了气粒两相流层流边界在强声作用下的颗粒运动方程,求得解析解,并进行了研究分析。得出了强声对加速颗粒碰撞凝聚,特别在高温度压下的颗粒凝聚作用效果更为显著的重要结论。     

结构附连的气粒两项流层的颗粒运动研究

研究结构在脉动气粒两相流的绕流下，在结构周围附连层中的颗粒进行动力分析，导出颗粒动力学方程，并进行了分析讨论。     

不同T型管汇液-固两相流颗粒冲蚀数值模拟

目前对不同管汇处流场变化导致的冲蚀研究较少,基于计算流体动力学(CFD)仿真技术,研究了普通、球形、椭球形、梭形四种不同管汇T型管在颗粒流下的冲蚀行为.结果 表明:当采用垂直管为入口管,水平支管为出口管的“一进两出”流动方式时,通过截取不同角度的流动切面发现椭球形管汇仅在45°～60°贴近管道壁面处产生一对二次流迪恩涡...     

基于均相和分相流模型的干度计量方法

通过对气液两相流中均相流和分相流模型的分析,推导了一个双节流元件组合式的两相流干度测量公式,分析了公式的适用范围。设计了垂直上升孔板和垂直下降丘利管串联相组合的实验验证装置,并以空气和水为工质进行了实验研究。实验研究表明,在环状流区垂直下降丘利管的压降特性非常接近于均相流模型的计算结果,而垂直上升管内孔板的压降可用修正的均相流模型来计算。此方法在本次实验的干度范围内测量值均方根误差为7％。     

基于电容测量和PCA法的两相流相浓度检测方法

介绍利用电容层析成像系统阵列传感器结构和采样特点,引入主成分分析法(PCA)求取两相流相浓度的新方法.对大量测量值样本进行统计分析后,求出用测量值第一主成分求取相浓度的经验公式,仿真及静态实验表明:两者之间有着良好的对应关系,其测量结果不受两相流流型的影响,是一种有较好应用前景的测量方法.     

辐流式沉淀池固液两相流三维数值模拟

结合高雷诺数k-ε模型,建立了辐流式沉淀池三维两相流紊流模型,在动量方程中考虑了曳力、虚拟质量力、升力的作用,以及悬浮物浓度的影响。在考虑池形结构变化条件下,对辐流式二沉池三维流态及悬浮物分布进行了模拟研究。结果表明:环向流速受池底、边壁、进口挡板及出口溢流堰影响较大,与假设切向速度为零的理想沉淀池存在很大差异,三维模型能更好的反映水流和悬浮物变化;采用外堰出水效果很差;当距离池壁2m时,采用内侧堰出水和双堰出水,其去除效果较外堰出水明显改善;与Deininger等的实测资料进行了对比,模拟值与实测值吻合较好。     

多级冲压泵固液两相流冲蚀特性

基于离散相模型和标准k-ε湍流模型,对多级冲压泵首级和次级流场进行数值模拟。计算不同固相颗粒质量浓度时的外特性和过流部件冲蚀特性,分析颗粒体积分数分布、流场速度和颗粒运动轨迹,研究其对冲蚀特性的影响。结果表明:随着颗粒浓度的上升,冲压泵的单级扬程和效率线性衰减,当颗粒质量浓度为90 kg/m^3时,单级扬程下降6.89%,效率下降6.95%;叶轮和导叶的冲蚀率与颗粒质量浓度指数正相关,叶片与后盖板的连接处、导叶叶片转弯部分的磨损率最高;较高的颗粒浓度与冲击速度、更为频繁的颗粒冲击是造成上述区域较高的冲蚀率的主要原因。     

两相流喷射器流动模型研究

研究了压缩/喷射制冷系统中两相流喷射器内的射流发展过程,沿喷射器内部射流的流动方向分段对射流压力调整过程、射流混合、均匀过程和扩压过程进行建模,得到喷射器的引射比和出口背压随冷凝温度与蒸发温度的变化特性.模型的预测结果与实验测试结果在变化趋势上完全一致,压缩/喷射制冷循环中的冷凝温度越大,喷射器的引射比和出口背压越大,节能效果越好;蒸发温度存在一个最佳值,使得引射比最大,出口背压增大效果较好.     

纳米颗粒固液二相流实时观测

为实现对固液二相流中纳米颗粒运动的实时观测,选用荧光显微镜、CCD摄像机及注射泵等设计了一套纳米颗粒固液二相流观测设备．采用此设备对纳米颗粒尺寸为55nm左右的小管道固液二相流动实现了实时观测．实验结果表明,纳米颗粒在小管道中的流动与流体运动基本一致,随动性较好,在流体小管道流动的研究中可作为示踪粒子使用．随着流量的增加,纳米颗粒运动速度出现分散分布．溶液中纳米颗粒浓度对二相流管道横截面上的流动状况有一定影响．     

两相流测量专用电容传感器的研制

为了拾取气固两相流相关测量用随机流动噪声信号，研制了一种专用的高灵敏度抗干扰电容传感器，信噪比达４０ｄＢ。     

两相流电容层析成像系统

本文较系统地介绍了电容层析成像系统结构原理,包括抗杂散电容影响的微小检测技术,并行数据采集与处理单元设计以及基于总变差正则化的图像重建算法.与此同时,结合研制的双截面电容成像系统进行试验研究,结果表明该系统不仅可给出实时流型识别,同时能输出表征的特征参数.     

两相流电容层析成像系统

本文较系统地介绍了电容层析成像系统结构原理,包括抗杂散电容影响的微小检测技术,并行数据采集与处理单元设计以及基于总变差正则化的图像重建算法.与此同时,结合研制的双截面电容成像系统进行试验研究,结果表明该系统不仅可给出实时流型识别,同时能输出表征的特征参数.