深海扬矿泵内固液两相流动模型研究

为选用合理的固液两相流动模型用于深海扬矿泵内矿物浆体的计算。针对深海海底矿物具有颗粒粒级跨度大且粒径大的特点,本文分别选用粗颗粒-均质浆体计算模型和固液两相混合物浆体计算模型,开展扬矿泵数值模拟分析。研究发现,粗颗粒-均质浆体计算模型计算得到的内部流场与固液两相混合物浆体计算模型得到的内部流场是相似的,所以该模型可以用来分析扬矿泵的内部流场;该模型减少了颗粒追踪数量可以节约计算时间;将两种计算方法得到的扬矿泵外特性与试验结果进行比较,发现该模型计算得到的泵扬程与功率均更接近试验结果,说明该模型在扬矿泵性能计算是有优势的。     

固液两相流泵装置汽蚀余量计算

从液相的能量出发,推导了固液两相流泵装置汽蚀余量方程。利用具体计算实例,分析了固相对泵装置汽蚀余量的影响。结果表明,固相密度、体积浓度对泵装置汽蚀余量影响较大。固相颗粒直径的影响相对小些。     

定常固液两相流动边界层的数学模型

利用两相流动理论和边界层理论,分析了固液两相流动中的受力情况,以及边界层中的流动特征,对二维粘性定常不可压流体边界层中的层流运动进行了讨论,推导出了边界层的数学模型,为进一步全面研究固液两相流动流场奠定了基础。     

液固两相流量计的可行性

本文介绍了相关法的测量原理及其实现的可能性;同时,对国外在此方面的概况和发展趋势作了介绍。     

基于相位场模型的稀疏液固两相流场特性分析方法

针对在模具结构化表面精密加工过程中稀疏液固两相流场特性参数难以求解的问题,提出了一种基于相位场模型的稀疏液固两相流场特性分析方法。相位场模型中速度场和压力通过Navier-Stokes方程控制,两相流的分界面动力学方程由Cahn-Hilliard方程控制,从而建立了面向软性磨粒两相流流型分析的动力学模型;采用传统的二阶中心差分格式逼近粘性项和表面张力项,同时采用五阶WENO格式近似的对不可压缩两相流进行了空间离散化重构,并采用TVD Runge-Kutta方法提高了求解过程中时间的离散精度;以加工常用的长方形直流道为具体仿真实验对象,研究了稀疏液固两相流流经不同尺寸流道过程中的速度场与压力场变化。研究结果表明,两相流数值仿真结果与理论分析相符,且与国外仿真结果相吻合,从而验证了该方法的有效性,为软性磨粒流精密加工方面的研究提供了可靠的理论依据。     

液固两相流中固体的测量

讨论了液固两相流中固体量的计算问题与方法，并讨论了实用的检测仪表选用的问题，简介了部分应用实例。     

无堵塞离心泵内部三维固液两相湍流场数值模拟

针对无堵塞泵叶轮内部流场的特点,选用颗粒拟流体的κ-ε-Α_p模型模拟两相湍流,基于SIMPLEC算法建立压力修正方程来满足连续性方程和动量方程间的耦合关系,并由此建立了两相湍流的时均控制方程组,采用GEM-CHIP算法编制程序对叶轮内流进行模拟,并实现了模拟结果的可视化。模拟结果揭示了无堵塞泵叶轮内部流动的某些特征:叶轮前盖板一吸力面处存在射流—尾迹区,流体相与颗粒相之间有速度滑移,且滑移值随流道逐渐降低。     

基于固相效应系数的离心式固液两相流泵浆体扬程计算方法研究

在计及固相颗粒当时角速度的基础上,导出了固相效应系数公式,继而得出了全新的浆体扬程计算公式。通过与某些文献给出的方法进行对比计算发现,利用该浆体扬程计算公式计算得到的结果不仅误差小,而且误差的分散性也很小。     

固液两相环形隔膜泵优化设计浅析

鉴于现有的环形隔膜泵只能输送一般液体和黏稠性介质,难以输送固液两相的介质的现状。通过结构的改进与优化,设计了一种适用输送固液两相介质的环形隔膜泵。     

铸件成形过程非稳定温度场的有限元模型

以Galerkin法建立非稳定导热问题的有限元方程。通过对守恒条件的讨论,确立了以单元边长为权因子的铸件成形过程非稳定温度场的守恒有限元模型。为了在模型中较准确地计入铸件凝固过程中特有的潜热释放现象,应用差热分析的原理实测了低碳钢的凝固潜热曲线,并建立与此相适应的潜热处理局部迭代法。因此,该模型具有可靠、简便、计算速度快和精度较高等特点。     

液态挤压非稳态温度场的有限元模拟

以Ｇａｌｅｒｋｉｎ法建立了非稳定导热问题的有限元方程,确立了液态挤压成形过程的非稳态温度场的有限元模型,开发了相应的模拟软件,给出了稳定成形时的液态挤压温度场及工艺参数选取不恰当时的温度场分布,采用有限元模拟与试验相结合的方法分析了管材成形过程中发生断裂的内在原因,指出变形速度与凝固速度的协调是保证成形质量的关键因素。模拟结果与试验结果吻合良好。     

一种复合材料层合板分层扩展的修正内聚力模型

针对复合材料的分层现象,考虑初始断裂韧性和裂尖材料损伤的影响,提出了一种修正内聚力模型,并给出了内聚力模型参数确定的方法。根据相关试验,采用该方法,获得了考虑初始断裂韧性和裂尖材料损伤的内聚力模型,基于该内聚力模型对试验进行了仿真分析。结果表明,与仅考虑初始断裂韧性获取的内聚力模型相比,考虑初始断裂韧性和裂尖材料损伤的内聚力模型,可以更加准确地模拟复合材料的分层现象。     

微热管的灌注抽真空制造技术

微热管是高热流密度光电芯片领域广泛应用的高效热传导元件,抽真空和灌注是其性能的重要影响工序。通过分析目前微热管制造工艺中常用的抽真空灌注技术,提出灌注抽真空微热管制造技术;分析该技术的工作原理和二次除气理论,建立工质额外充液量、微热管工作死区、二次除气集气段长度等数学模型;对比分析抽真空灌注与灌注抽真空两种制造技术的特点;搭建微热管性能测试平台,对采用灌注抽真空技术制造的铜—水沟槽式微热管进行性能测试;对比研究引入额外充液量前后,灌注抽真空技术制造的微热管传热性能的差异,发现引入额外充液量后,微热管性能提高了12倍。试验结果表明灌注抽真空技术可以很好地满足微热管的制造需求。     

基于DEFORM的搅拌摩擦焊接过程数值模拟及流动分析

以塑性力学的基本理论为依据,通过Arbitrary Lagrangian-Eulerian（ALE）有限元方法,使用动态适应性网格建立焊接过程塑性金属流动有限元模型,利用金属塑性成形有限元软件Deform-3D模拟搅拌摩擦焊成形过程,得到了搅拌摩擦焊过程中的温度场分布以及焊缝区金属的流动。通过有限元模拟发现：焊接过程中由于搅拌针不断前进而在其后面形成空腔,搅拌摩擦焊的过程即为金属填充空腔的过程,FSW中常见的洋葱圆环结构就是涡旋状速度场造成的;通过模拟发现前进侧与返回侧的温度场关于焊缝分布不对称,呈倒三角形分布,且前进边温度低于返回侧,并因材料在不同温度下的剪切强度的差别而对焊缝流场产生影响,并与实际焊缝区形状相符;模拟采用点追踪技术结合嵌入性实验发现焊缝水平面内前进侧与返回侧塑性金属流动趋势不同,前进侧大量金属流向返回侧并在轴肩的下压力作用下向焊缝内部运动。     

减振器双节流孔闭式油路稳态行为特征有限元分析

本文以汽车减振器工作状态为基础原型,用高级有限元分析软件ANSYS建立了双节流孔闭式油路稳态模型,分析了不同阀振速度下减振器模型的内部流场、压力场、剪应力场分布的变化规律,为复杂闭式油路边界形状设计提供理论依据;同时也分析了计算了此模型中节流孔壁剪应力与减振速度的函数关系以及壁压力与节流孔长度的关系,为以后的节流流孔阻尼力计算提供数值基础。     

Stray current attack and stagnation zones in electrochemical drilling

Electrochemical drilling (ECD) is a complex phenomenon involving two phase fluid dynamics, unsteady state heat transfer, mass transfer, electrochemistry etc. between moving boundaries. Anode (work) shape prediction models, therefore, are complicated and incomplete. These models are incomplete because they ignore the analysis of the stray current attack zone and stagnation zone.A modified anode shape prediction model has been proposed. It predicts the work (anode) profile in all the five zones, i.e, stagnation, front, transition, side, and stray current attack. Comparison of computed and experimental anode profiles reveals a satisfactory agreement between the two.     

橡胶密封圈模具设计方法

本文介绍了橡胶密封圈模具的快速设计方法,实用性强,对从事模具设计初学者有一定的指导和参考价值。