流固耦合输流管系统的动力学分析及参数影响

为了探究航天器供能系统中输流管系统的动力学问题,建立了输流弯管的有限元模型,并进行流固耦合模态分析,研究了输流管壁厚、管径及弯角角度对其固有频率的影响.另一方面,选取星载质子交换膜燃料电池系统中的一段输流管,进行非定常流输流管动力学响应分析,研究了阀门安装位置和壁厚对管道动位移和应力值的影响.数值结果表明:流固耦合作用降低了输流管的固有频率,随着输流管壁厚的增大,输流管固有频率逐渐增大,输流管管径和弯角角度对输流管的低阶固有频率影响较小,但对高阶固有频率有较大影响;流体的非定常流动会导致管壁动位移值和应力值产生突变,管道动位移幅值和应力幅值受阀门安装位置影响很小,但出现应力极值的位置随其变化而变化;随着输流管壁厚的增加,输流管动位移幅值和应力幅值减小.     

基于流态-模态联合分析的泵站管道结构优化

为实现泵站管道结构的安全运行,针对因管道结构设计不当引起的不利振动问题,提出基于流态-模态联合分析的泵站管道结构优化方法。以某提灌工程输流管道为研究对象,首先,对不同岔管接入角度模型进行流场分析;其次,利用附加质量法建立流、固耦合模型,实现不同岔管接入角度的管道模态分析;最后,综合流态及模态分析结果,确定岔管最优的接入角度。计算结果表明:采用流态-模态联合分析方法,对单因素优化结果综合评判,针对该工程选定管道结构设计的岔管接入角度为60°时,可避免结构产生共振,减少管道内的能量损失,并能有效降低管壁的磨损。该分析结果为管道工程的后期改造提供了理论依据,在实际工程中应予以借鉴,以减少管道不利振动造成的损失。     

复杂约束管道固有频率的快速算法

采用微分求积法求解输流管道的固有频率.研究了两端弹性支承管道的横向振动,建立了管道横向振动的微分方程,为了避免复杂边界带来的计算困难,用微分求积法求解了系统的固有频率,并与分离变量方法和文献结果相比较,验证了该算法的准确性和高效性.     

考虑剪切变形时的输流管道动力特性分析

分析了考虑剪切变形时输流管道的动力抚恤一和动力稳定性。     

螺旋管流输移固粒与起旋器效率

固管螺旋流输移固体颗粒是利用螺旋流将推移质转变成“悬移质”的一种新的高效输移固粒的方式。文章侧重讨论螺旋管流输移固粒的特征机理与起旋器效率的测试与计算方法。初步试验表明，利用管内导叶式起旋器可有效地形成管道螺旋流。     

海底管道多相混输技术研究进展

目前,多相流技术在海洋、沙漠、极地等地区进行油气田的勘探开发中得到了越来越广泛的应用.多相混输工艺也逐步成为了油气储运学科中的研究热点.介绍了多相混输技术在国外的研究现状,着重介绍了海底管道多相流技术特点及研究方向,展望了多相混输技术的发展前景.     

具有弹性支承输流管道的稳定性和临界流速分析

针对梁的弯曲振动问题,研究了具有弹性支承输流管道的稳定性.以相同支承条件下梁的固有频率和振型函数作为输流管道的近似固有频率和振型函数,利用李兹-伽辽金方法对具有弹性支承输流管道的运动微分方程进行离散化处理,经过适当的变换得到一阶状态方程组.根据特征方程分析和讨论弹性支承刚度、质量比和流体压力等主要物理参数对失稳临界流速的影响.研究结果表明,随着流体的流速从零缓慢增加,输流管道先发生动态颤振失稳,静态失稳的临界流速随弹性支承刚度增加而上升,随流体压力的增加而下降,但不随质量比变化.动态失稳的临界流速随弹性支承刚度的增加而上升,随流体压力的增加而下降,但随质量比的增加而先上升后下降.该结论可以为工程实际中所出现的相同边界条件的输流管道振动稳定性分析提供理论依据.     

加热原油管道停输热力计算

在加热原油管道停输过程中 ,油品温度下降 ,粘度上升 ,有时甚至出现冻管事故 ,常常给再启动带来困难。合理地进行热油管道停输后的温度计算 ,模拟原油的凝固过程 ,有利于确定安全停输时间 ,制订再启动方案。针对加热原油管道停输后油品、管道及周围介质的相互关系和它们的不稳定传热 ,提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行了处理 ,并构造出问题的差分方程。通过数值计算分析管道停输后油品冷却和冷凝规律 ,运用文中所提出的方法 ,对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算 ,与实测数据和文献中计算方法相比 ,该计算结果更符合实际情况     

考虑焦汤效应等因素的两相管流热力学模型

在油气混输管道多相流模拟计算中,热力学模型是与水力模型相互耦合的重要组成部分,影响程序的收敛性和结果的准确性.通过对管段微元进行能量守恒分析推导了能量方程,该方程涵盖了焦汤效应、压力做功、剪切力做功、相变换热、管外换热等因素,是考虑全面的能量方程形式,可以比较准确地反映混输管道气液两相管流的实际情况.将模型嵌入到TPC...     

天然气长输管道水工保护浅谈

本文针对天然气长输管道在我国所经历的主要不同地形地貌下,如何实施有针对性的管道水工保护问题进行了探讨,重点总结阐述了在丘陵山地、河流沟渠、谷沟、黄土塬等地形下的具体水工保护设计方案,以期能有效地保证整个长输管道的安全稳定可靠运行.     

在横向气流作用下螺旋管管阵流弹不稳定性的分析

采用平面圆环近似地模拟螺旋管结构，根据描述弯管自由振动的解析表达式对夹角为１３５°两端固支的螺旋管阵扇形结构进行自由振动分析，可半解析地确定各阶频率及解析的振型，再以实验为基础获得在横向气流作用下该螺旋管阵扇形结构的流体力系数，对这一特定的管阵结构的临界流速进行预测，计算结果和实验结果相比较，两者相当一致。     

现代油藏渗流力学的新发展

从石油渗流的非达西状况的基本规律和分形科学两个方面 ,研究了渗流力学中的非有序问题 ,对现代油藏渗流力学的新发展进行了论述 ,提出油藏渗流力学理论在其它横断学科中将有更广泛的应用     

Experimental study on fluid flow in arciform clearance

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我国高速公路交通流连续动力学建模

文章考虑了我国混合交通的特点,建立了新的交通流动力学模型。该模型用粘性项计算交通阻力,对交通流动力模型在特征根问题（车流应是各向异性）、负速度问题和线性稳定性三方面进行了理论分析。结果证明：新模型有效解决了困扰大多数高阶非平衡连续流模型难以处理的问题,同时,由于模型充分考虑了混合车流中不同车型比例车辆间的粘性阻力,相比较其它模型更能反映我国交通真实情况。     

流体绕椭圆柱有势无环量流动的精确解与边界拟合坐标变换数值解

本文首先用保角变换法求得绕椭圆柱势流的精确解,之后又用边界拟合坐标变换法,借助于作音编制的通用程序BFCC—1,BFCC—2,求得同一问题的数值解。比较表明:边界拟合坐标变换法具有很高的求解精度,可广泛用于平面势流问题的解算,而不只局限于椭圆柱绕流这样的简单曲线边界的区域。     

Numerical simulation on inclusion transport in continuous casting mold

Turbulent flow, the transpor＇t of inclusions and bubbles, and inclusion removal by fluid flow, transport and by bubble flotation in the strand of the continuous slab caster are investigated using computational models, and validated through comparison with plant measurements of inclusions. Steady 3-D flow of steel in the liquid pool in the mold and upper strand is simulated with a finitedifference computational model using the standard k-εturbulence rondel. Trajectories of inclusions and bubhles tire calculated by integrating each local velocity, considering its drag and buoyancy forces, A ＂random walk＂ model is used to incorporate the effect of turbulent fluctuations on the particle motion. The attachment probability of inclusions on a bubble surface is investigated based on fundamental fluid flow simulations, incorporating the turbulent inclusion trajectory and sliding time of each individual inclusion along the bubble surface as a function of particle and bubble size. The chunge in inclusion distribution due to removal by bubble transport in the mold is calculated based on the computed attachment probability of inclusions on each bubble and the computed path length of the bubbles. The results indicate that 6%-10% inclusions are removed by fluid flow transport. 10% by bubble flotation, and 4% by entrapment to the submerged entry nozzle （SEN） walls. Smaller bubbles and larger inclusions have larger attachment probabilities. Smaller bubbles are more efficient for inclusion removal by bubble flotation, so Inng as they are not entrapped in the solidifying shell A larger gas flow rate favors inclusion removal by bubble flotation. The optimum bubble size should be 2-4mm.     

一种新改进的SIMPLE算法

SIMPLE算法是求解不可压缩流体流动Navier-Stokes方程数值解应用非常广泛的算法。但是在求解非稳态流动问题时,对非稳态项的处理一直是个棘手问题。本文简要介绍了SIMLE算法的基本思想,重点阐述非稳态流场的数值计算中密度和压力的时间不均匀性对非稳态项的影响。通过对气相密度的修正和压力修正方程的改进,达到改进非稳态源项的目的,从而使解收敛。结果表明,对SIMPLE算法的新改进可以得到非稳态流体流动的流场。     

裂缝-孔隙型油藏新的试井模型解

针对裂缝－孔隙油藏的渗流特征，在裂缝和基块之间存在流体的交换；以往的裂缝性油藏并没有考虑流体之间的渗流，仅仅将裂缝和基块之间的流体交换作为源和泄；考虑裂缝与基块之间的渗流建立裂缝－孔隙油藏全耦合的渗流微分方程；该渗流微分方程考虑压差对裂和基块的影响，对方程采用无因次化，将方程简化，通过Laplace变换，利用解的迭加原理，获得模型的Laplace空间解，这解对理解裂缝－孔隙性油藏的渗流规律和试井分析都具有重要的指导意义。     

应用谱方法研究管内非牛顿流体的非定常流动

本文研究上随体Maxwell流体在水平管内的非定常流动,该问题可归纳为无量纲速度分量的二阶偏微分方程的边初值问题,采用以Chebyshev多项式为基底的谱方法,将该偏微分方程化为二阶常微分方程组的初值问题,采用Laplace变换,求得二阶常微分方程组的解析解。文中提出了用谱方法解非定常流动的新方法,并通过在常压力梯度和周期性压力梯度两种情形下的计算结果,与用差分法和Kantorovich变分法求得的结果进行比较,证明谱方法适合于研究非定常流动。     

渗碳炉喷嘴流场的数值模拟

利用有限体积法对控制方程进行离散,并采用非结构化网格划分流动区域,对某大型渗碳炉喷嘴内及其周围区域流场进行了数值模拟研究.分别比较分析了两种不同结构喷嘴在渗碳炉内所形成的流场和温度场分布,探讨了不同流量工况对喷嘴周围流场和温度场的影响.计算结果表明：多孔喷嘴比简单的单孔喷嘴能更好地组织起渗碳炉内的流场和温度场,不同的流量工况对于渗碳环境有较大的影响.本文的模拟结果对渗碳炉的设计和生产具有一定的指导意义.