液体激光器中温度分布的耦合分析

介质的流动改善了液体激光器温度分布的均匀性,起到了自我冷却、减小热效应的作用。应用有限单元法,对单侧泵浦液体激光器工作时涉及的传热和流动过程,进行热-流-固耦合分析,完成对液体介质温度场的数值模拟,并研究了介质流速对温度场的影响。研究结果可为改善液体激光器的冷却效果提供指导。     

工业管道紊流时断面上流速分布的又一形式

本文从理论上推证流体在工业圆管内作紊流流动时断面上流速分布的统一规律。结论可以方便且准确地用于测定圆管紊流的流量和直圆管的沿程阻力系数。     

倾斜圆管中紊流流动及顶替速度与压降计算

本文应用紊流力学中圆管紊动微分方程式．经过严密的数学推导，得到了一个新的圆管轴向紊流时均流速分布公式。这些公式由于去掉了普朗特关于粘滞应力较小及总应力沿管径不变的假设，因而理论上比普朗特的圆管紊流公式更为合理。本文也研究了两种粘性流体在圆管中的顶替规律．文中也得到了紊流流动与顶替时倾斜圆管两端压降的计算公式。     

二元熔盐在螺旋槽管内流动和传热特性数值模拟

为探索数值模拟方法预测二元熔盐在螺旋槽管内的流动和传热特性研究中的可行性,使用Ansys软件对熔盐在不同几何参数的螺旋槽管内的流动和传热特性进行数值模拟。采用半周加热,研究在不同工况下熔盐入口温度和热流密度变化时熔盐的流动和传热特性。通过数值模拟得到了熔盐在螺旋槽管内的流动速度分布云图和矢量图,得到了熔盐在管道出口温度分布云图,并计算得到熔盐在管内的Nu-Re变化曲线。结果表明,熔盐管内流速呈现周期性变化,同时产生二次环流流动。熔盐在螺旋槽管内的传热Nu数和Re数的变化趋势一致,出口温度分布不均匀性较小。随着螺旋槽管槽深的增大,对熔盐的传热效果也相应提高。熔盐入口温度越高,螺旋槽管内熔盐的传热效果越好。     

幂律液体环形空间螺旋流的视粘度和速度分布

本文从幂律液体的本构方程出发,由非牛顿流体应力形式的运动方程推导了幂律液体环形空间螺旋流的视粘度和速度分布函数的解析表达式。并通过电子计算机计算,给出了两种不同幂律液体环形空间螺旋流的视粘度和速度分布曲线。上述的视粘度分布曲线和Savins,Wallick通过数值计算而得到的视粘度分布曲线在性状上是相同的;上述的速度分布曲线和Rea,Schowalter通过实验观测而得的速度分布曲线在性状上也是相同的。从而说明,可以用本文提出的方法确定幂律液体环形空间螺旋流的视粘度和速度分布。     

流体动力学能量方程实验设备抽排气研究

一般圆管的液体流动过程中通常混有气体,管流是液体与气体的两相流动。实验依靠能量方程实验设备把低位水箱的水输送至高位水箱形成恒定流,由下水管送到实验区,当流量增大时串入大量气体,测量点参数完全失效。采用新研究的液气两相流抽气装置有效克服了气体串入实验管段,保证实验管路为满管流,满足能量方程、能量损失的科学实验。     

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。     

内置折边扭带圆管内三维流动与传热数值模拟

为研究烟气在内置扭带管内流动和强化传热特性,以螺旋扭带管和折边扭带管为研究对象建立烟气流动与传热三维数值模型,模型中对近壁面采用增强壁面函数法,并考虑低雷诺数和旋转流对湍流黏度的影响。与圆管相比Re=2300～5000内螺旋扭带管Nu提高21%～24％;折边扭带管Nu提高25%～32％。折边扭带管流动阻力ΔP为12～57Pa,比螺旋扭带管ΔP增加10%～18％。折边扭带管传热和流动性能比φ为120%～126％。内置折边扭带管强化传热的原因是具有沿流向以折边长度为周期的增速和减速。     

宾汉流体湍流流动的理论研究

依据宾汉流体本构方程,建立了适用于求解宾汉流体湍流流动的控制方程。采用压力加权校正算法,实现了宾汉流体速度场与压力场的关联。在理论研究基础上,对圆管内宾汉流体湍流流动进行了数值研究,取得了与已有的实验结果吻合较好的结果;同时,对直圆管内宾汉流体屈服应力和塑性粘度对湍流流动的影响进行了探讨。     

低电导率液体的冲流电流

运用低电导率液体的亥姆霍兹层起电原理，分析了水平圆管中流体的冲流电流，并导出了冲流电流沿轴向分布的一般公式。     

变角度连续螺旋折流板换热器优化结构的数值研究

针对螺旋折流板换热器壳程进口螺旋流动未充分发展区域分布特点,提出了一种变角度螺旋折流板换热器模型,采用Realizable k-ε模型方程对两种折流板形式的换热器流动和传热特性进行了数值研究,并对换热器传热强化机理进行了分析.结果表明:变角度螺旋折流板换热器能够减小壳程进口螺旋流动未充分发展段长度,增加壳程整体螺旋流动强度和流体流动传热速度场与温度场的协同性,强化换热器传热.螺旋角为10°+20°和15°+25°的变角度螺旋折流板换热器较常规螺旋折流板换热器综合性能分别提高7.10%~7.54%和2.88%~4.05%.     

横掠椭圆管的换热及流动特性分析

利用隐式有限差分法,对横掠不同轴径比a/b情况下的椭圆管换热及流动特性进行了研究。得到了边界层内速度分布和边界层厚度发展状况。讨论了a/b对边界层分离点的影响。得到了不同管型椭圆管的局部对流换热分布规律,并与圆管和平板绕流进行了比较。     

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。     

牛顿-幂律流体两相分层紊流的水力特性研究

针对圆管中两相分层紊流流动的水力特性，利用一种新的研究方法——旋转坐标轴法，将圆管流的研究转化为平板流，籍此建立了新的牛顿-幂律流体圆管分层紊流流动模型，得出流动的解析表达式，并通过实验对模型进行了验证。给出了两相分层流以及单相管流的流量积分式，用以验证油气两相分层流是否能相对于石油单相管流实现减阻，为油气混输技术提供理论依据。     

液体润滑螺旋槽机械密封性能的数值分析

采用有了差分数值计算方法,求解螺旋槽液体润滑的雷诺方程,获得了液体润滑螺旋槽机械密封端面的液膜二维压力分布,并计算了分析操作参数和结构参数对密封端面开启力和液膜刚度的影响。     

全充填的水平圆管螺旋输送机物料运动分析及输送量计算

圆管螺旋输送机在完全充填状态下,物料的受力非常复杂,其运动形式与普通螺旋输送机完全不同。运用散体力学的相关理论分析机内物料的受力情况,将复杂的受力进行合理的简化并建立力学模型,用微积分方法计算来自于螺旋叶片的作用力及方向角。结果表明:圆管螺旋输送机在完全充填状态下,物料的运动方向可根据螺旋叶片的尺寸、表面摩擦系数、机筒尺寸等计算获得。在此基础上进一步导出了物料的轴向移动速度和流量计算公式,最后通过流量的计算值和实测值对比,确定了最终的计算公式。     

塑性流体在光滑圆管内的湍流流动及屈服应力对流动的影响

本文应用随机湍流模型对塑性流体在光滑圆管内的湍流流动规律进行了研究,得到了包括近壁区域在内的断面时均速度分布和平均速度、沿程阻力系数的计算公式。结果表明,塑性流体的屈服应力对湍流流动的影响是由比值τ_0/τ_w(τ_0为屈服应力,τ_w为管壁处切应力)的大小来决定的,随着雷诺数R_e((?))的增大或管径减小,这种影响将很快衰减,而屈服应力对无因次速度剖面的分布影响很小。     

管内填充环状金属多孔介质强化传热优化分析

在圆管内层流充分发展段填充环形金属多孔介质以实现强化传热,建立了流动与传热的数学模型,并着重分析了多孔介质填充位置对管内速度、温度分布以及传热综合性能的影响。数值模拟结果表明:填充金属多孔介质的区域温度非常均匀,速度分布趋于平坦,而未填充多孔介质的区域速度及温度梯度均较大,壁面与流体之间的换热显著增强;此外,对于填充一定截面积多孔介质的圆管,为获得较高的PEC值,宜将多孔介质的填充位置靠近圆管中心。     

液体磁性磨具光整加工流体动力学模型构建及数值模拟

研究了光整加工中液体磁性磨具的流动现象与规律。在确定流动状态的基础上,利用非牛顿流体力学和张量分析的理论并结合双黏度模型,分析了液体磁性磨具的运动学和应力特性,并根据其特性构建了液体磁性磨具光整加工的流体动力学模型。利用双黏度流体模型和有限元分析技术,分别考虑液体磁性磨具在剪切应力大于和小于屈服应力两种状态下,对光整加工过程中液体磁性磨具速度场的分布特点进行了数值模拟。研究对于认识磁性磨具光整加工中的基本理论及各主要参数的变化规律奠定了基础。     

弯曲微通道周期性流动和液体混合效率分析

采用数值方法研究生物芯片弯曲微通道三维周期流动特征,生物样品和试剂液体在微通道扩散混合过程,对微通道四种流动工况进行详细计算和分析.数值分析结果表明,在定向流量、通道截面和长度相同的条件下,从第(1)到第(4)工况顺序,液体混合效率渐次提高,第(4)工况液体混合效率最高.流动特征分析表明,弯曲微通道横截面的二次流动和周期流动在通道横截面变化的速度分布可以大大提高液体混合效率.