固—液两相流中的一种湍流模式

定义了体积分数速度，并由此建立了固－液两相流中的一种湍流模式，模化了动量方程，Ｋ方程及ε方程，本模型中，考虑了相间的速度滑移，颗粒间的作用及相间作用，对一管湍流中固－液混合物流动的预测表示与实验结果比较一致。     

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。     

水涡轮机械中的湍流固－液两相流动及磨损研究

导出了固体颗粒在任意流场中运动的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ方程，对此方程进行线性化，并求出了其颗粒运动方程的解析通解。使用颗粒运动方程数值求解和分析了稀疏颗粒湍流场中固体颗粒的运动。建立了湍流固－液两相流的Ｋ－ε双方程湍流模型、体积分数湍流模型、Ｅｕｎｌｅｒｉａｎ－Ｌａｇｒａｎｓｉａｎ混合湍流模型以及颗粒磨损模型，利用这些模型对一些水涡轮机械过流通道内的流动及固壁磨损进行了数值模拟，其预测结果与实验结果较为一致     

液固两相流冲刷腐蚀研究

研究了机械性能和耐蚀性对材料在液固两相流中冲刷腐蚀的作用。结果表明，即使在弱酸性液固两相流中，材料的耐蚀性对冲刷腐蚀作用最大，机械性能只在冲刷速度高时才有作用，且在材料耐蚀性相近时，其作用才有显著表现。材料的性能影响不同冲刷角度时的冲刷腐蚀规律。对于Ｔ１０钢等脆性材料，冲刷腐蚀失重随冲刷角度增大而单调增加，在冲刷角为９０°时最大。而塑性材料１Ｃｒ１７Ｍｏ２的冲刷腐蚀失重在３０°左右时出现峰值，在９０°时为最大。     

稀薄气－固两相流中相间的相互作用模型

本文以稀薄气－固两相湍流流动为研究对象，推导并模化了考虑固体颗粒存在时，气相的湍流模型方程，在拉格朗日方法中实现了气－固两相间动量、湍动能的相互作用。尤其是提出当量密度及当量耗散系数两个概念后，使模型方程的型式等同于标准Ｋ－ε模型，很适合工程应用。而气相对粒子湍流扩散的影响则由类似于布朗粒子扩散的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法来描述，实现了对确定性轨道模型的修正。最后，对颗粒在网格后均匀湍流中的扩散规律及圆管内的气－固两相湍流进行了数值模拟，表明本文提出的模型及方法很有工程应用价值。     

稠密固液两相流管道絮凝研究

通过对前人有关稠密固液两相流管道絮凝过程的研究回顾与分析，基于管道中流体运动处于紊动状态这一事实，推导出了新的管道中稠密两相流体紊乱的平均流速梯度G（即絮凝强度）的计算公式，克服了以往有关教科书存在的物理概念和数学推导方面的缺陷。利用该公式并结合试验对管道絮凝过程的最佳GT值进行了研究，得出当GT＝60－120时，稠密固液两相流管道絮凝效果最佳。     

稀薄气—固两相流中相间的相互作用模型

本文以稀薄气－固两相湍流流动为研究对象，推导并模化了考虑固体颗粒存在时，气相的湍流模型方程，在拉格郎日方法中实现了气－固两相间动量、湍动能的相互作用。尤其是提出当量密度及当量耗散系数两个概念后，使模型方程的型式等同于标准Ｋ－ε模型，很适合工程应用。而气相对粒子湍流扩散的影响则由类似于布朗粒子扩散的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法来描述，实现了对确定性轨道模型的修正。最后，对颗粒在网格后均匀湍流中的扩散规     

数字图像处理技术在固—液两相流实验中的应用

本文开发研制了一种能直观描述固体颗粒在流场中的运动轨迹和速度矢量分布的人机交互数字图像处理系统软件，并把它用于固－液两相流的实验研究。     

固液两相流中固体颗粒的垂直分选模型

在单个固相颗粒运动方程的基础上，进一步考虑了多颗粒条件下的颗粒之间的相互作用，并通过对液体流动特性的简化考虑，建立了固体颗粒在水流中运动的垂直分选模型。本文提出的颗粒分选模型建立在细致分析两相流运动过程中颗粒受力特点的基础上，有助于对两相流运动和沉积的各个子过程进行深入的了解，可以模拟各种颗粒在固液两相流中的运动过程和最终状态，经过统计平均得出固相颗粒的运动和分选规律。     

水涡轮机械中的湍流固—液两相流动及磨损研究

导出了固体颗粒在任意流场中运动的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ方程对此方程进行线性化，并求出了其颗粒运动方程的解析通解。使用颗粒运动方程数值求解和分析稀疏颗粒湍流场中固体颗粒的运动。建立了湍流固－液两相液的Ｋ－ε双方湍流模型，体积分数流模型，Ｅｕｎｌｅｒｉａｎ－Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ混合湍流模型以及颗粒磨损模型，利用这些模型对一些水涡轮机械过流通道内的流动及固壁磨损进行了模拟，其预测结果与实验结果较为一致。     

复杂剪切湍流场中湍流模型的研究

本文分析了双时间尺度湍流模型在复杂流场中的应用效果，并将双时间尺度概念和各向异性的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ应力－应变关系相结合，对两个典型湍流场进行了数值模拟。结果表明，双时间尺度模型能较好地预测出复杂剪切流场中的平均物理量，较常规Ｋ－ε模型结果有很大改进。     

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。     

STUDIES OF SOLID－LIQUID TWO－PHASE TURBULENT FLOWS AND WEAR IN HYDRAULIC TURBOMACHINERY

ＳＴＵＤＩＥＳＯＦＳＯＬＩＤ－ＬＩＱＵＩＤＴＷＯ－ＰＨＡＳＥＴＵＲＢＵＬＥＮＴＦＬＯＷＳＡＮＤＷＥＡＲＩＮＨＹＤＲＡＵＬＩＣＴＵＲＢＯＭＡＣＨＩＮＥＲＹ￥ＬｉｕＸｉａｏ－ｂｉｎｇ（ＳｉｃｈｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄ...     

水力机械中固液两相流研究——水力机械中固液两相流基本方程组

本文建立起了水力机械中固液两相流的基本方程组,对于层流流态,方程组是封闭的;对于湍流流态,方程组是不封闭的,需要相应的湍流模式。导出了旋转相对坐标系上固液两相相互作用力的表达式,与绝对坐标系上的相比,它包含了向心惯性力和科氏惯性力。     

基于紊流模型的一个悬移质挟沙力公式

基于紊流模型，建立悬移质消耗的紊动动能与水流功率之间的相关关系，提出了一个新的悬移质挟沙力公式。公式经过实验资料与野外资料的验证，并与几个同类公式的比较，结果表明本文公式能更好的反应悬移质挟沙力随水流功率的变化。     

用一种改进的κ—ε模型预测复杂湍流

Ｎａｇａｎｏ和Ｈｉｓｈｉｄａ提出了一个改进的κ－ε模型以计算壁湍流，并在简单流动的计算中得到验证，本文应用这一模型对突缩管内湍流，受限同轴射流和绕障碍物的二维渠道进行了数值预测，结果表明，引进流线曲率修正，该模型可以正确预测二维复杂流动的时均流速。     

高聚物稀溶液射流的湍流模型及其数值结果

本文根据理论分析和某些实验结果,提出了适用于高聚物稀溶液湍流射流的K-ε模型,并用差分方法进行了数值计算。结果表明:与清水射流相比,在相同的初始状态下,高聚物添加剂能改变湍动能及其耗散率的分布特性,使雷诺应力减小,离散减弱,中心线速度增加,密集性提高。这些结果与实验数据和理论分析相吻合。     

水沙两相浑水模型的紊流封闭及初步验证

一些学者采用两相浑水模型模拟挟沙水流运动,但其紊流封闭仍借用经验公式、单相紊流模型或双流体紊流模型,未形成两相浑水理论框架下的紊流模式。本文基于双流体紊流模型推导出固液两相浑水紊动能和紊动耗散的偏微分方程,给出固相偏移紊动能的渐近解,以表示固相紊动能与固液两相浑水紊动能的相对差,继而推导出固相紊动耗散的代数表达式,完成对固液两相浑水模型的紊流封闭。固液两相浑水紊流模型能够考虑相间作用和颗粒碰撞等物理机制,保留了双流体紊流模型能够分别计算固、液相各自紊动信息的特点,又将偏微分方程数量减少一半。采用河流动力学绝对含沙量分布的计算方法,并引入各向紊动强度分配系数进行修正后,利用实验资料对两相浑水紊流模型进行验证,计算结果同实测值符合较好,结果表明本文模型能反映出随着泥沙浓度增加,挟沙水流紊动抑制加剧的现象。