磁流变阻尼器管道流动特性研究

磁流变阻尼器是一种应用广泛的磁流变器件,其利用磁流变液独特的磁流变效应的工作.然而,磁流变体阻尼器设计中,一般地将磁流变液作为粘性流体建立流动的力学模型,进行流动分析以及参数设计,这样设计的结果与实测出现了较大的误差.本文将磁流变体作为一种粘塑性流体,建立了描述磁流变液流动的力学场和电磁场耦合的流体动力学基本方程组,分析研究了磁流变阻尼器沿狭长管道流动的特征,为磁流变阻尼器的设计提供了可靠的理论基础.     

空化热效应对上游泵送机械密封润滑性能的影响

机械密封端面空化现象是影响机械密封润滑性能的重要因素。采用计算流体动力学方法,基于Antoine公式,建立了考虑空化热效应的计算流体动力学模型,并与常用的仅考虑端面液膜粘温效应的模型进行对比,分析了空化热效应对密封性能的影响。结果表明：在低转速下,空化热效应的影响可以忽略,但在高转速下空化热效应使上游泵送机械密封的高压区形成能力减弱,泵送量降低,开启力降低;在高转速工作条件下分析密封失效机理时,除了考虑黏温效应之外,还要考虑空化热效应的影响;空化热效应使螺旋槽槽区局部温度比仅考虑黏温特性时稍高;考虑空化热效应时,动环端面空化发生程度最严重,由动环端面沿膜厚方向至静环槽底,空化区域越来越小,槽底空化区域最小,此规律与仅考虑黏温关系时相反。     

Numerical Study of Forced Convection Lid-Driven Cavity Flows Using LES （Large Eddy Simulation）

This study presents the LES （large eddy simulation） of forced convection in laminar and two dimensional turbulent flows when the flow reaches the steady state. The main purpose is the evaluation of a developed numerical methodology for the simulation of forced convection flows at various Reynolds numbers （100 _〈 Rex 〈_ 10,000） and for a fixed Prandtl number （Pr = 1.0）. The hexahedral eight-node FEM （finite element method） with an explicit Taylor-Galerkin scheme is used to obtain the numerical solutions of the conservation equations of mass, momentum and energy. The Smagorinsky model is employed for the sub-grid treatment. The time-averaged velocity and temperature profiles are compared with results of literature and a CFD （computational fluid dynamics） package based on finite volume method, leading to a highest deviation of nearly 6%. Moreover, characteristics of the forced convection flows are properly obtained, e.g., the effect of the Reynolds number over the multiplicity of scales.     

连续推钢式轧钢加热炉的数值模拟

运用流体动力学计算软件（CFD）FLUENT,对湘潭钢铁公司第二高速线材厂轧钢加热炉的三维流场进行了数值模拟,获得该轧钢加热炉内的气体流动、流速和压力的分布规律.通过与加热炉内的结构特点和实际操作状况对照分析,表明该加热炉的局部结构与操作不相适应,尤其是压力分布不适应加热炉的操作要求,造成炉内供热调节的灵活性降低,从而影响到加热质量.分析结果与加热炉的实际运行状况相符,为加热炉的进一步结构改造提供依据.     

细胞剪切耐受性检测装置的设计、模拟及验证

针对动物细胞培养过程中流场作用力对其的制约作用,文中借助计算流体力学的方法设计了一种新型的微流道装置。在该装置内可以产生分布均一而恒定的流场剪切力,并且大小与装置内液体的流速密切相关;同时本次研究采用了微尺度的粒子图像测速技术(PIV)对实验结果进行了验证。结果表明数值模拟得到的流场结构与PIV拍摄得到的流场非常接近,具有很好的吻合性,建模及计算结果是准确可信的。     

基于Kriging代理模型液压锥阀抗空化结构优化研究

空化是液压锥阀运行时造成振动及噪声的重要因素，其影响原因颇为复杂。针对水液压锥阀内空化问题，利用Fluent中混合模型(Mixture)及标准k-ε湍流模型，对不同阀芯锥角的锥阀进行计算流体动力学(CFD)分析，发现锥角和开度对锥阀内的空化程度有直接影响。将阀芯锥面改为2个不同锥角的锥面，对阀芯结构参数作5水平全因子实验设计，分析出125个模型的气体体积分数，以平均气体体积分数为空化优化设计目标，建立平均气体体积分数与阀芯结构参数之间的Kriging模型，然后采用遗传算法对此模型进行寻优，得到最优的锥阀结构。优化后的锥阀结构对空化有一定抑制效果。     

放射性气载流出物取样代表性分析

为获取核设施放射性气载流出物单点连续监测取样位置,提出基于随机轨道模型(DRW)的气-固多相湍流耦合方法求解代表性取样区域。借助k-epsilon湍流模型模拟连续相,并引入离散颗粒模型(DPM)模拟离散相,建立基于DRW模型的排风管道内流道气-固多相湍流耦合计算模型,计算了核设施气载流出物在管道内流道流场分布规律,分析了内流道流体气旋角、气流速度、示踪气体浓度、气溶胶粒子浓度与管道高度间的关联关系。分析结果表明,随着截面高度的增加,气旋角、气流速度变异系数(COV)、示踪气体浓度COV及示踪气体浓度最大值与平均值的偏差逐渐降低并趋于稳定,气溶胶粒子浓度COV在截面6与截面8满足取样代表性要求;基于计算流体动力学方法可快速地确定出代表性取样位置,为气载流出物单点取样现场试验提供了理论参考依据。     

计算流体力学仿真在引信外露机构分析中的应用

由于冲塞动能作用下的质量-弹簧系统动力学分析不符合实际情况,提出采用计算流体动力学仿真软件计算引信外露机构的运动,建立触发开关碰击所受的最大迎面空气压力、碰击雨滴的作用力和碰击水面时的作用力仿真模型,得到在碰击不同目标情况下引信头部开关所受压力值.通过试验,初步验证了方法的合理性和正确性,可供引信头部外露机构优化设计参考.     

折流栅抗振型换热器流体动力学及传热特性研究

本文对折流栅抗振型换热器流体动力学及传热特性进行理论分析和实验研究 ,得出了此类换热器压力降及传热性能的预测方法。指出此类换热器在弥补了折流杆换热器抗振缺陷的同时 ,基本保持了折流杆换热器优良的热力学性能。     

RHIC中Au-Au碰撞末态带电粒子快度分布的研究

通过研究高能碰撞中产生的带电粒子的快度分布有助于人们研究和理解粒子的产生及相互作用的物理机制、宇宙形成时早期物质的性质、微观世界中的物理规律和物质的本性。研究Khalatnikov势相关的1+1维流体动力学中金-金碰撞带电粒子的快度分布。理论结果与实验数据符合得很好。