气液两相流差压波动信号的时间序列分析

用时间序列方法分析气液两相流差压波动信号.通过实验获取两相流的差压波动信号,采用时间序列分析方法拟合为n阶自回归m阶滑动平均模型ARMA(n,m),依据自相关系数准则优选模型阶数n值,通过考察n值的变化分析气液两相流差压波动信号.实验结果表明,弹状流的模型阶数n的最佳值最大,塞状流的次之,环状流的最小.     

基于漂移流模型的管道一维气液两相流数值仿真与分析

两相流模型受到双曲线性质的影响,因为很难获得雅可比矩阵的简洁解析表达式,从而限制了开发Roe型黎曼求解器。针对管道气液两相流流动现象,利用一维气液两相流漂移流模型,建立了管道一维气液两相流控制方程,采用基于时间的限制器,使用Lax-Wendroff方法求解方程组,并以此开发了数值求解器。以垂直管中油气两相流为模型算例,计算了不同时刻的管中沿管道方向的含气率分布,通过分析比较,文中采用的漂移流一维气液两相流模型和数值算法能够满足管道一维气液两相流流动的工程应用。     

气液两相流系统的小波软测量技术

提出了一种基于小波分析技术的气液两相流流型判别软测量模型.气液两相流中简单、易测而且可靠的差压波动信号作为软测量模型中的辅助变量,气液两相流的流型作为模型中的主导变量,利用小波分析技术建立了主导变量和辅助变量之间的数学关系,进而通过测量差压波动信号可以对气液两相流的流型进行判别.实验证明所建立的软测量模型是有效的.     

两相流离心泵及其输送系统节能技术研究

讨论了固液两相流泵及其输送系统各主要部分的效率损失情况,并对输送系统节能技术进行了深入研究,针对性地提出了提高效率和运行经济性的有效措施.     

射流式离心泵气液两相流数值分析

射流式离心泵是一种特殊的流体机械,采用射流器与离心泵组合的方式设计,以牺牲一部分效率来提高离心泵抗空化性能,增大吸程。基于CFD技术,针对射流式离心泵进行了定常气液两相流数值求解。设定进口处气体的容积含气率分别为5%,10%,15%和20%,气泡直径为0.1 mm,在单相计算收敛后数值模拟了气液两相全流场。结果表明:当含气率0.05时,泵性能不会发生较明显的变化;喷嘴到叶轮进口20～90 mm之间液相速度大于气相速度,气液两相速度差为1～2 m/s;在喷嘴到叶轮进口90～150 mm之间时气相速度大于液相速度,两相最大速度差为4 m/s。     

一种高粘度两相流静态混合器混合均匀度的仿真分析

在常见类型混合器的基础上设计了一种新型的高粘度两相流静态混合器。基于Fluent软件分析了预混单元对整体混合效果的影响,并分析了混合单元数量和流体入口速度对混合均匀度的影响。分析结果表明带预混单元混合器的混合效果好于不带混合单元的,还表明当混合单元数量为3时能在不同的入口速度下获得理想的混合效果。在此基础上,根据质点的速度场和流场分布状态,分析并说明了杂乱的速度和流线分布是获得良好混合效果的根本原因。同时,通过仿真分析了粘度对混合效果的影响,结果表明该混合器的混合均匀度随着液体粘度的增大而提高,还表明该混合器对中、低粘度的液体也有良好的混合效果。     

国内液固两相流泵的设计研究综述

对液固两相流流动理论和流动模型做了简要的叙述,并介绍了国内用两相流理论设计渣浆泵的主要方法,对各设计方法进行了简要的分析总结。在此基础上,对渣浆泵设计的发展做出了展望。     

关于不确定结构非概率可靠性计算的研究

将结构的不确定参数描述为区间变量,基于非概率可靠性模型研究结构可靠性的两种计算方法.一种方法是先优化得到结构功能函数的最大和最小值,再计算功能函数均值和离差的比值;另一种是将功能函数标准化,并构造一种有约束优化模型,最优解分量的绝对值即非概率可靠性指标.算例表明,两种算法对于任意功能函数都是可行的;对于线性功能函数,两者等效;对于非线性功能函数,两者略有差异.计算的差异来源于两种非概率可靠性定义的不同.     

椭圆滑动轴承油膜特性的两相流分析

采用CFD模拟软件中的多相流模型研究椭圆滑动轴承的油膜特性。建立椭圆滑动轴承SST湍流模型和Mixture两相流模型,分析椭圆滑动轴承的油膜特性及其气穴分布特点,对比分析考虑两相流和未考虑两相流的椭圆滑动轴承的油膜特性,验证新计算模型的正确性,并研究各种影响因素对润滑油气化的影响。结果表明:两相流模型比单相流模型更能真实反映椭圆滑动轴承的实际油膜特征;随偏心距的增加、转速的升高,气化现象越明显,且高黏度润滑油更容易产生气化现象;椭圆滑动轴承第二油楔内的润滑油比第一油楔内的润滑油更易出现气化。     

混合不确定因素下的复合材料模糊可靠性优化设计

考虑失效(安全)状态的模糊性以及设计变量和设计参数的区间性,研究复合材料基于模糊状态下随机变量和区间变量共存时结构的可靠度优化设计。算例考虑单层复合材料强度指标的随机性、设计变量或材料参数的区间性以及极限状态的模糊性,结果说明所提出的基于模糊状态的混合可靠度模型和计算方法的合理性及有效性。同时,对模糊状态以及区间性的影响进行分析和讨论,研究发现极限状态的模糊性、设计变量或材料参数的区间性对可靠性分析及优化设计结果有较大影响。     

压缩机冷却器内气液不互溶两相流热力计算

由于螺杆式压缩机级间冷却器涉及到气液不互溶两相流动,致使介质物性参数很难确定,这给换热器的设计和校核带来了很大的困难。对此针对气液不互溶两相在换热器内部的流动状态,综合利用流体力学和传热学,建立了两相流型的划分方法;并针对不同的流型在均相模型的基础上,提出"分相率"假设,得到两相平均物性参数计算模型,该模型很好的将流体流动状态以及换热器几何参数结合起来;最后将该物性参数计算模型运用到换热器的传热计算模型中,并通过实验验证了计算模型的正确性。     

基于虚拟立体视觉的气液两相流三维测量系统的标定

研究了基于虚拟立体视觉的气液两相流三维测量系统的标定技术。首先,基于单台高速摄像机和两组反射镜组构建虚拟立体视觉测量系统,建立高速摄像机透视投影变换模型以及虚拟立体视觉三维测量模型,对虚拟立体视觉系统中摄像机及虚拟立体视觉传感器进行标定。用靶标基准球模拟气泡在水中的分布,以其空间距离作为测量评价指标,比较了不同标定方法对三维重建精度的影响。实验结果表明,将标定参照物置于水箱内,并且分别对左、右虚拟摄像机及传感器进行标定,三维重建精度最高,测量空间距离绝对误差优于0.13 mm,相对误差优于0.49%。实验认为,对基于虚拟立体视觉的气液两相流三维测量系统进行标定时,必须充分考虑折光分光光路以及管壁折射对三维重建所带来的影响。     

基于两阶段主动学习Kriging模型的广义概率区间混合可靠性分析

提出一种基于双阶段主动学习Kriging模型的广义概率区间混合可靠性分析方法(TALK-HRA)。该TALK-HRA方法可有效处理包含概率与区间模型、区间概率模型及其组合在内的多种混合模型。首先,建立第一阶段主动学习Kriging模型以选择有可能跨越极限状态面的高风险点,从而准确预测功能函数符号,并为给定区间参数下的失效概率计算奠定基础。其次,构造第二阶段的Kriging模型以学习最大或最小失效概率附近的区域,从而寻找失效概率的边界。再次,提出的TALK-HRA方法被应用到随机-模糊混合可靠性分析中。最后,通过五个算例验证该方法的有效性。结果表明,该方法不仅可以准确高效地计算多种概率区间混合模型下的可靠度,而且能应用于具有高非线性和多峰极限状态面的“黑箱”问题的可靠性分析。     

两相流研究中的PIV实验技术图像分析与处理

粒子成像测速(PIV)实验技术应用于测量离心叶轮内部的两相流的流速分布.高速摄影或摄像所拍摄的流动图像经计算机接口转换为数字图像,编制WINDOWS应用程序可以方便地对其进行分析处理.     

非完整ERT数据的两相层状流分布图像重建

针对电阻层析成像在气液两相层状流测量中会有电极被气相覆盖,无法正常重建图像的问题,提出基于有效数据和基于敏感场重建的两种气液两相层状流分布重建解决方法。基于有效数据直接重建方法是采用边界测量数据的幅值判断方法确定失效电极的数目和位置,进而对原始测量数据进行筛选,保留正常的测量数据对整个测量区域进行图像重建。基于敏感场重建的方法,是在判断出失效电极之后,将层状流的流动状态作为一种先验信息,去除失效电极包围的区域,图像重建只在有效电极包围的区域进行,从而减少了未知量的数目,期望达到提高重建图像的空间分辨率的目的。仿真与层状流实验结果证明了两种方法的有效性。     

基于区间分析的非概率可靠性分析方法

如果已知的不确定信息较少,难以得到参量的概率模型,可以考虑尝试采用非概率可靠性分析方法。首先将参量表述为区间变量的形式,通过安全域的面积与基本区间变量总面积的比值来衡量结构的可靠度。给出了不同应力强度组合关系下的非概率失效面面积的计算方法,对比分析了应力、强度分别服从均匀分布和正态分布情况下,概率可靠度和非概率可靠度之间的关系,最后通过典型算例验证该分析方法。     

油气润滑管道中两相流流动的康达效应分析

利用FLUENT计算流体力学软件,采用康达效应的数学模型,在入口为油气环状流条件下,对气液两相流中自由空间和有限空间内液相的附壁现象进行了数值模拟,通过对比康达效应模型中不同半径的弯曲壁面及不同距离导流板的内部流场与附壁特性,得出了康达效应在油气两相流中的作用机理。结果表明,油气两相流在自由空间的液相附壁时,液相附壁的分离角在40°~60°之间,自由空间的弯曲壁面不利于液相的附壁,而有限空间正好与之相反,证明了气相良好的分配及导流对液相的分配有很好的促进作用,而且附壁面上形成的压力梯度更有利于液相的附壁。     

型线对两相流泵性能影响的数值模拟分析

离心泵型线直接影响泵的性能。离心泵的型线即叶片压力面和背面的轮廓线。通过CFD计算软件Fluent,计算得出4种型线叶轮(变角螺旋线、等角对数螺旋线、Bezier曲线、渐开线)的外特性曲线,研究了型线对液固两相流泵性能的影响,得出了叶轮型线为渐开线和Bezier曲线时,有助于提高液固两相流泵的效率。     

基于CFD技术的调速型液力偶合器两相流分析方法研究

调速型液力偶合器广泛应用于重型刮板输送机的软启动,当处于部分充液状态时,工作腔内流体为复杂的气-液两相环流运动。为了对调速型液力偶合器内流场两相流分布特性进行分析,应用计算流体动力学软件CFX,对单流道流场采用混合出、入口及边界循环条件,分别基于CFX软件中的均一化和非均一化两相流动假设对20%,50%,80%充液率时的工况进行了内流场数值模拟,获得了2种两相流动假设下不同充液率及不同速比下的转矩传递特性曲线,并重点分析了采用非均一化两相流模型时的体积率的分布特性。CFD分析结果很好地实现了对工作腔内气-液两相环流在不同工况下的分布特性与转矩传递特性的预测,为调速型液力偶合器的选型与设计提供了可靠的数值计算方法与理论依据。     

基于FPGA和DSP的核磁共振两相流采集系统北大核心CSCD

为了满足石油工业中核磁共振两相流采集系统的高精度、低成本、小型化等需求,实现对核磁共振FID信号的采集、存储、传输及显示,设计了基于DSP和FPGA的核磁共振两相流采集系统。系统采用模块化设计,主要包括AD信号采集模块、双核控制传输模块以及上位机显示模块。采集过程主要依靠FPGA控制ADC完成数据的采集、存储、传输。然后通过DSP设计最优滤波器完成对信号的去噪处理,再由串口将数据传输给上位机进行反演处理以及显示。实验结果表明:该系统能够实现FID信号的采集、存储、传输及显示,去噪后的信号信噪比提升了34.6%,反演处理后的T2谱可以识别出不同含水率下的两相流。