外加磁场下磁性液丝的稳定性分析

对处于外加轴向磁场的影响下的磁性液丝进行数学模拟,研究其稳定性。考虑了磁场的作用,对液丝的长波理论模型进行必要的修正。研究了不同条件下磁性液丝的变化发展过程和受力情况,揭示了外加磁场的作用。结果表明：外加磁场减缓了磁性液丝的破裂过程,磁场力类似于非牛顿流体中的弹性行为,在一定程度上抵消了毛细管力。随着初始磁场强度和磁化率的增大,磁场力逐渐增大。当磁场力显著增大时,液丝的变化发展过程被完全阻碍。     

Two-dimensional Simulation for Hydrogen/Air Combustion in a Monolith Reactor

Recent studies on hydrogen combustion were reviewed briefly. The laminar flow and combustion of premixed hydrogen/air mixture in a cylindrical channel of a monolith reactor with and without catalytic wall was numerically modeled by solving two-dimensional (2-D) Navier Stokes (N S) equations, energy equation, and species equations. Eight gas species and twenty reversible gas reactions were considered. The control volume technique and the SIMPLE algorithm were used to solve the partial differential equations. The streamlines of the flow field, temperature contours, the entrance length, and the concentration fields were computed. It is found that the entrance zone plays an important role on flow and temperature as well as species distribution. Therefore, the flow cannot be assumed either as fully developed or as plug flow. There is a small but strong thermal expansion zone between the wall and the entrance. Both diffusion and convection affect the heat and mass transfer processes in the expansion zone. Thus the equations of momentum, energy and species conservations should be used to describe hydrogen/air combustion in the monolith reactor. The hot-spot location and concentration field of the homogeneous combustion is strongly influenced by the inlet velocity and temperature, and the equivalence ratio. The catalytic combustion of premixed hydrogen/air mixture over platinum catalyst-coated wall in a cylindrical channel was also simulated.     

不同起始形貌气泡在磁性液体中上升的实验与数值分析

研究了气泡在磁性液体中的上升过程.用VOF方法追踪了气泡的自由界面,并预测了气泡的变形.考虑了磁场强度对不同起始形貌的气泡的影响,并且发现气泡的最终形貌受磁场强度的影响,当磁场强度较弱时,动力学压力占主导,使气泡变扁,当磁场强度强时,磁性压力占主导,使气泡变圆.当磁场较弱时,起始形貌对气泡的最终形态有影响.     

突扩管中磁性流体二维流动的模拟

数学模拟可以用来预测流体在突扩管中的流动并更好使用和优化产品制造。使用Herschel-Bulkley(H-B)作为本构方程。在没有磁场的条件下,通过改变参数,我们获得了不同磁性流体的流动过程并分析了回流区长度与参数之间的关系。     

纳米颗粒聚团流化特性的数值模拟

基于气固两相流体动力学和流态化理论,建立气体纳米颗粒气固两相双流体模型.模型中采用了Jung&Gidaspow[1]测量的固相应力模量,并应用了王垚,金涌,魏飞[2]提出的聚团曳力系数计算模型.对纳米颗粒聚团的流化过程进行了数值模拟,得到纳米颗粒的流化特性.模拟得出的床层膨胀比与文献中实验的结果较为接近.     

地铁管片盾构施工管理技术及其App子系统分析

在地铁工程建设中,盾构法是一种常用的施工技术。管片是地铁盾构施工中的重要组成部分,管片下井、吊运、拼装及质量监测等,都是现场施工管理需要重点关注的内容。由于地铁管片盾构施工在地下完成,具有较强的隐蔽性和复杂性,施工管理和技术控制就显得十分必要。以往的管片盾构施工管理存在方式落后、信息断链等问题,不能满足当前地铁工程建设的要求。在概述当前管片盾构施工管理常见问题的基础上,介绍了一种基于信息化管理的App子系统,并就其系统组成、应用流程等展开了简要分析。     

基于Oldroyd-B模型的弹性流体液滴动力学研究

本文采用Oldroyd-B模型对弹性流体中线串珠结构的动力学进行数学模拟。相对于牛顿流体而言,非牛顿流体液丝破裂过程非常缓慢。这种缓慢的破裂过程为流体提供了充足的时间显现一些有趣的现象,例如液滴的排泄和移动。通过主要作用力的总合近似分析液丝拉伸过程中的受力情况。弹性力在弹性液丝动力学中起重要作用,它显著阻碍了液丝从拉伸到排泄的变化过程。     

纳米钛白合成过程的分析--从钛矿到纳米钛白

钛白（TiO2）纳米粉末具有反应活性高、可见光透过性好、吸收紫外光性能强等持点,可用作高级油漆、涂料、精细陶瓷、催化剂和化妆品等的原料,具有广阔的应用前景。钛白的制备分为硫酸法和氯化法。硫酸法对钛矿的要求不高,工艺相对简单和成熟,在中国已经普遍采用,但是能耗高、污染大、产品质量差,在国际上处于淘汰的地位。相反,氯化法虽然对钛矿的要求高,但是其流程短、污染小、产品质量容易控制,是在国际上处于推广的技术,但是该技术相对不成熟需要进一步研究和完善,如：如何使用中国比较富有的矿物：钛铁矿。氯化法的工艺分为三步：矿物的前处理、矿物的氯化和四氯化钛转化制钛白。本文介绍了文献中有关矿物氯化和四氯化钛转化工艺的研究和开发进展。本文简单介绍了体系达到平衡时基于Gibbs自由能最小的热力学原理,从而确定系统的平衡组成;还介绍了可以预测气相法合成纳米颗粒直径的颗粒动力学模型。本文使用热力学原理分别分析了这三个过程,得到了这三个过程各自的最佳反应温度、最佳配比、以及杂质在矿物氯化和四氯化钛转化过程中的变化、对过程的影响等。然后使用颗粒动力学模型,研究四氯化钛转化制钛白的反应器,以获得控制纳米颗粒尺度的策略。本文的结论是：在矿物的前处理中,应当将钛铁矿与焦碳在1200K的温度下,进行焙烧,钛铁矿分解为金红石矿和氧化亚铁,通过酸洗可以将氧化铁除去,同时除去钙、镁,从而得到相对较纯的金红石矿。但是在焙烧过程中,氮气的含量将控制。在氯化过程中,发现（1）将金红石矿与焦碳一起焙烧,将提高金红石矿的利用率;（2）金红石矿：氯气：焦碳的比例为l：3：3;（3）反应最好在两个流化床反应器中进行,第一流化床反应器的温度为1200—1500K,第二流化床反应器的温度为1000—1200K,这样金红石矿的利用率高,四氯化钛的收率高,而部分杂质将以液态形式被去除;（4）在氯气中含有一定的空气是允许的,但是其代价是将消耗更多的焦碳,产生CO;（5）金红石矿中杂质（钛铁矿、钙钛矿、镁钛矿、硅石、钒矿）的含量需要足够低,因为这些杂质很容易转化为相应的氯化物,从而使产品的纯度降低。但是金红石矿中含有少量铝土矿是允许的。在转化制备纳米钛白的过程中,发现：（1）通过模拟计算得到的纳米颗粒的大小与实验测定值比较接近;（2）反应中总的气量增加,纳米颗粒的粒度减少;四氯化钛的进料浓度增加,纳米颗粒的粒度增加;反应温度和反应器长度的增加,纳米颗粒的粒度也将增加。     

冲击压路机在土石混填路堤中的应用

针对砂石填料路堤岩石特性,利用高能量冲击压路机,在填石路堤进行冲击分层碾压,有效地减少路基的沉降变形,提高路基的整体性、均匀性和平均弹性量,提高路堤填筑中机械的利用效率,在提高质量和经济效益中都起到了良好的作用.     

内燃机中吸气和压缩过程的二维模拟

进行了发动机中空气吸气和压缩过程的二维计算机模拟．使用二维正交曲线坐标系以考虑燃烧室的复杂形状．采用SIMPLEC算法求解流体力学模型方程．论文中分别采用4个湍流模型：标准的k-ε模型,Realizable k-ε模型,雷诺应力模型和亚网格尺度模型．论文中对模拟计算的预测值进行了分析．计算出的流场与实验测定值进行了对比．通过模拟计算得到了内燃机中重要的流动图象．