不同曳力模型对鼓泡床内气固两相流的模拟研究

基于双流体模型,应用Fluent商业软件包对带有单喷嘴的二维鼓泡床中气固两相流进行模拟研究。采用三种基于不同机理的曳力模型;半经验的Gidaspow模型、由格子波尔兹曼方法导出的Koch-Hill模型与修正的半经验的McKeen模型,通过模拟气泡的形成、上升及破裂过程,气泡形状和颗粒运动特征,计算气体泄漏率、气泡直径及气泡上升速度,对不同曳力模型进行比较研究,其中编程实现了Koch-Hill和McKeen曳力模型模块。通过与文献中的实验结果进行对比发现,Gidaspow模型对气泡形状的模拟效果较好,与实验数据的误差介于其他两种模型之间;Koch-Hill模型捕捉到的气泡特征最逼真,且床层膨胀效果明显,但定量计算的误差最大;而McKeen模型与实验数据的误差最小,但对气泡形状的模拟效果较差。     

翼尖小翼减阻特性模拟研究

飞机减阻是当今研究的热点问题,其中诱导阻力减小更是被广泛关注的重点。本文通过国际上通用CFD软件FLUENT分别对平直三维机翼与加装优化设计翼尖小翼的三维机翼进行模拟计算,并对比计算结果,分析翼尖小翼的减阻效果。     

尾部扩散器对某跑车气动性能的影响

以某跑车模型为研究对象,探讨尾部小型扩散器对于车身气动性能的影响。在初始模型的基础上,进行CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟计算,并对比风洞试验数据,验证仿真的可靠性。对初始模型的扩散器进行改进设计,加大扩散器的工作区域,研究其对于气动力的影响,并将改进后的扩散器与带有仿生凹坑型非光滑扰流器结合起来,通过数值模拟方法,得出压力和速度等流场参数,比较不同形式的扩散器对于气动性能的改进效果,分析气动力改善的原因。结果表明:通过对扩散器与非光滑扰流器的优化组合,能有效地提高气动负升力,减小气动阻力,达到了调谐车辆气动升力与气动阻力之间的耦合关系的目的。     

冰刀热物性参数对固液界面结构影响*

为了探明冰刀热物性参数对固液界面结构的影响,建立了冰刀－冰面滑动摩擦热－结构耦合模型,对摩擦过程进行数值模拟。结果表明,在一定范围内减小冰刀导热系数、比热容都有利于冰面水膜的形成,过度降低热物性参数,对冰面水膜的形成不利,最优冰刀材料导热系数为0.53 W.m_^-1.K_^-1,此时界面最高温度为51.1 ℃,冰面水膜长度为181.58 mm,水膜厚度为1.09 mm;最优冰刀比热容为25.0 J.kg_^-1.K_^-1,此时界面最高温度为45.6 ℃,冰面水膜长度为170.43 mm,水膜厚度为0.65 mm。     

页岩储层压裂用减阻剂的研究及应用进展

介绍了聚合物型、表面活性剂型、生物基多糖型以及纳米复合型减阻剂的研究进展;简述了减阻剂产品的现场应用情况,分析了减阻剂的相对分子质量及其分布、分子结构以及离子特征对减阻性能的影响;探讨了其减阻机理及规律;阐述了减阻剂产品的优缺点及循环再利用的必要性;指出了压裂用减阻剂未来的发展方向和趋势:认为稳定性好,减阻效率高,抗盐抗污染能力强,能够满足现场施工要求的纳米复合减阻剂将是未来研究的重点。同时,提出提高压裂液返排率,增加循环利用率,保持储层裂缝有较好的导流能力也将成为减阻剂的热门研究领域。     

高粘度流体横掠麻面管的传热与流动特性研究

采用三维数值模拟方法,研究不同Re(381、572、763、954、1144)下凹坑直径d(1.8、2.0和2.2 mm)、深度h(0.9、1.0和1.1 mm)、轴向距离p(10、12和14 mm)、周向距离l(5.236、6.283和7.854 mm)与布置型式(叉排、顺排)对高粘度润滑油横掠麻面管流动与传热的影响。结果表明:外壁周期性凹坑的存在使得麻面管油侧换热增强,同时减阻效果明显;相比于光管,当Re=381～1 144时,麻面管油侧Nu增加了28.6%～55.4%,阻力系数f减小了0.59%～26.9%,综合换热性能指标η为1.05～1.59。     

阳离子型表面活性剂与聚合物复配体系协同减阻作用

为探究阳离子型表面活性剂和聚合物复配体系的协同减阻作用,以阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）和聚合物聚丙烯酰胺（PAM）为研究对象,设计搭建多功能湍流减阻实验测试装置,实验分析聚合物离子类型对复配体系协同减阻的影响,优选复配体系,进一步研究复配体系协同减阻作用随表面活性剂浓度、聚合物浓度、温度的变化规律。实验结果表明：CPAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用>AmPAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用>NPAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用>APAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用。CPAM-CTAC/NaSal复配体系的协同减阻作用在CTAC/NaSal浓度达到聚合物饱和浓度（PSP）0.3g/L时到达顶峰,平均减阻效率高达69.22%;当CTAC/NaSal浓度增加至0.5g/L后,平均减阻率迅速减小至10.08%,复配体系的临界广义雷诺数亦迅速降至7535.20,抗剪切性减弱。随着CPAM浓度由0.05g/L增加到0.2g/L,减阻破坏区减阻率可由9.08%增加至57.49%,临界广义雷诺数由31272.43增加到45033.36,抗剪切性增强;当CPAM浓度超过第二临界缔合浓度（CAC Ⅱ）0.15g/L后,减阻破坏区减阻率增加趋势及抗剪切性增强趋势均变缓。此外,相较于单一减阻剂,复配体系耐温性显著增强,55℃时最大减阻率增至69.05%。     

Analysis of transformation stasis during the isothermal bainitic ferrite formation in Fe–C–Mn and Fe–C–Mn–Si alloys

The “transformation stasis” phenomenon during the isothermal bainitic ferrite formation has been investigated in a series of Fe–C–Mn and Fe–C–Mn–Si alloys. The Gibbs energy balance (GEB) approach is applied to model the transformation stasis phenomenon, and theoretical predictions are compared with experimental observations. The good agreement over several alloy systems demonstrates that the transformation stasis is caused by diffusion of alloying elements into the migrating austenite/bainitic ferrite interfaces. It is found that the occurrence of transformation stasis in the Fe–C–Mn and Fe–C–Mn–Si alloys depends on the concentration of Mn, while the addition of Si has a negligible effect on transformation stasis. The GEB model clearly outperforms the diffusionless T₀ model.     

非光滑表面减阻研究进展

基于仿生学研究发展的非光滑表面减阻技术在海洋工程装备和高技术船舶等领域具有广阔的应用而备受学者关注。对非光滑表面减阻的研究方法进行了系统介绍,概述了沟槽、凹坑和自适应3种非光滑表面的相关研究进展：（1）沟槽表面的减阻机理以及沟槽结构的几何参数、形状和排布等对减阻性能的影响;（2）凹坑表面应用于旋成体及平板上的减阻效果和湍流流动中凹坑表面上的流动结构和减阻性能;（3）自适应表面的理论模型,自适应表面的减阻机理,以及壁面运动对流动转捩和湍流结构的影响。最后总结了这3种非光滑表面的减阻效果以及相关减阻机理的研究趋势,并指出非光滑表面减阻在未来研究中需要重点关注的问题。从已有的研究成果和部分应用成果来看,非光滑表面具有巨大的工程价值和广阔的应用潜力。本文旨在更具体、全面地了解非光滑表面减阻,从而为改进当前的减阻节能技术提供必要的理论基础。