岩体裂隙中宾汉姆流体渗流模型

为研究粗糙单裂隙中宾汉姆流体的渗流规律，提出了描述岩体裂隙中宾汉姆流体黏性和黏惯性流动的渗流模型，并采用数值模拟和室内试验结果对模型进行了验证.在粗糙裂隙中，开展了不同流变参数的宾汉姆流体在大范围压力梯度下的渗流模拟，结合修正的Forchheimer方程分析了宾汉姆流体在不同裂隙几何参数及流变参数下的非达西系数β、临界雷诺数Re_○c、非达西效应因子E等变化特性.结果表明:由宾汉姆流体本构方程推导出的黏性模型能更好地描述黏性渗流.修正的Forchheimer方程能更好地描述宾汉姆流体在粗糙裂隙中的黏惯性渗流特征.粗糙度及流变参数会对渗流特性产生显著影响:裂隙粗糙度越大，浆液屈服应力越大;浆液塑性黏度越大，惯性作用越强.     

19．6μm内径的微石英管内部流动与传热的实验研究

采用实验方法研究了去离子超纯水流过内径为19．6μm的微管过程中的流动与换热特性。通过测量蒸汽加热的微管进出口的压降以及温度,得到了微管内去离子水流动的摩擦系数和Nu数,并对结果进行了分析。研究结果表明,在粘性耗散效应以及双电层效应的综合影响下微管内的摩擦系数要高于Hagen—Poiseulle理论值;而由于受流体热物性变化以及共轭传热的影响,当Re数小于400时实验测得的Nu数要低于经典层流管流的理论值。     

纤维表面Zeta电位对多孔纤维材料透湿性能的影响

考虑双电层效应对多孔纤维材料热湿传递的影响,根据双电层的Poisson-Boltzmann方程和液体运动的Navier-Stokes方程建立模拟多孔纤维材料热湿传递过程的数学模型,并给定初始条件和边界条件,数值计算了多孔纤维材料热湿传递过程中温度和电解液体积百分比的分布。和实验结果的对比表明该数学模型能很好的反映多孔纤维材料热湿传递过程,也显示出双电层效应对多孔纤维材料热湿传递过程存在影响。     

Y型微通道中压力驱动幂律流的流动分离

基于Poisson-Boltzmann方程、修正的Cauchy动量方程和流体连续性方程,对压力驱动下的幂律流在Y型微通道中的流动过程进行了数值模拟。分析了不同的幂律指数、压强差下双电层电场、速度场的分布,以及双电层对速度场的影响。计算结果表明:(1)在Y型微通道的某些位置会发生流动分离(回流);(2)发生回流时的临界压强差和分叉角关系曲线表明:增大分叉角或降低幂律指数可使临界压强差下降;(3)幂律指数越小,双电层影响越明显;(4)增大压强差、降低幂律指数和增大分叉角度,均可使回流区域变大。     

离子强度对孤东4^#原油油滴表面ξ电位的影响

研究了简单电解质离子强度对孤东4^#原油油滴表面ξ电位的影响，结果表明，油滴表面℃电位绝对值并没有随离子强度的增加呈现持续下降的趋势，而是在一定离子强度下出现了极大值或极小值，油滴表面同电荷离子的吸附作用、扩散层中离子交换作用、较高电位下的松弛阻滞效应以及油滴在外电场作用下的极化作用等都可造成上述现象的发生，但同电荷离子的吸附作用是影响油滴异常电动行为的重要因素．在较高离子强度条件下，电解质对双电层的压缩作用增强，油滴表面ξ电位绝对值随离子强度的增加持续下降．说明对原油乳状液体系，经典双电层理论只适用于离子强度较高、双电层厚度较小的体系，这一结论将对双电层理论的进一步发展起到一定的促进作用。     

线接触弹流润滑中双电层效应影响分析

基于理想粘塑性模型分析了双电层效应对线接触弹流润滑膜厚度、压力分布和承载能力的影响．结果显示：双电层的电粘度效应使润滑膜厚增加、承载能力增强,对压力分布的影响不明显．     

强磁场对镓流体中气泡振动的阻尼效应

基于磁流体动力学,忽略流体磁化效应,建立了有限幅度超声场驱动下均匀磁场环境中气泡的动力学方程,并数值模拟了镓流体中磁场、表面张力、静态压及黏性力对气泡运动的影响,同时基于能量关系分析了磁场对气泡能产生有效抑制作用的理论下限.结果表明:强磁场对气泡振动具有阻尼效应,尤其对气泡的小振幅回弹振动具有强阻尼作用,与表面张力、静态压及黏性力作用相比,磁场作用和黏性力作用类似,可认为,磁场主要通过改变黏性力影响气泡的运动状态;另外,磁场能对镓流体中气泡振动产生有效抑制效应的下限约为0.5T,与数值计算结果一致,即在实验室常用磁感应强度条件下,磁场对气泡振动影响微弱,只有在强磁场(大于0.5T)条件下,对气泡振动的阻尼效应比较明显.     

FFC工艺中阴极TiO2的导电性及影响因素分析

针对FFC工艺,通过TiO2烧结及电解实验,研究TiO2电极导电性.采用X射线衍射仪(XRD)对烧结前后的产物和电解产物进行分析.结果表明,高温烧结可以改变TiO2的能带结构,产生导电空位;TiO2电极在熔盐中形成双电层,使氧原子离子化,形成TiO2-x离子结构;熔盐中的离子渗透到TiO2电极内部,增加了电极内的导电离子数.TiO2电极的活化可通过高温烧结产生的导电空位、双电层形成的离子结构及渗透到电极内部的熔盐离子来实现,使FFC工艺中的电解得以顺利进行.     

咪唑类离子液体的亲疏水性对电润湿器件性能的影响

文中研究离子液体应用于电润湿显示器件的导电流体性能. 选取极性较大的乙基咪唑为离子液体的阳离子,改变阴离子的亲疏水性,对比了几种离子液体的温度窗口、粘度等物理性质,并重点研究了离子液体亲疏水性对电润湿特性、油墨萃取、器件响应等方面的影响. 同时,在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的阳离子上添加羟基基团,得到具有更强亲水性的离子液体. 结果表明:亲水性高的离子液体在介电材料含氟聚合物表面的初始接触角比较大,对油墨中染料的萃取程度比疏水性离子液体弱,证明了电润湿器件更适合选取亲水性高的离子液体作为导电流体. 最后,以1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐离子液体作为导电流体制备的电润湿器件得到了较佳的电学和光学响应性能.     

聚合物驱黏弹效应影响因素的数值模拟研究

在前人黏弹效应实验研究成果的基础上，结合大庆油田注聚合物的生产实际，利用自行研制了黏弹机理数值模拟软件对黏弹效应影响因素进行了定量和系统的研究，揭示了聚合物注入速度、质量浓度、用量、地层水含盐度和地层非均质条件对黏弹作用效果的影响规律，其研究结果为油田现场制定聚合物驱油方案，动太预测及黏弹效应评价提供了重要依据。     

环形流道内周向流对摩擦因子的修正公式

针对屏蔽电动机定转子环形流道内转子转动对其摩擦因子的影响作定量分析.搭建缩尺实验台,实验分析了不同转子转速下定转子间的压力分布规律.实验结果表明:转速的升高会引起压降增大,间隙环流的摩擦因子需要在经验公式上进行修正,分析拟合数据得到了修正系数与切向、轴向雷诺数比值的映射关系,从而推导出了环形流道内考虑周向流动下摩擦因子的修正公式.为了验证该公式的准确性与普遍性,利用计算流体动力学(CFD)软件对缩尺实验台与主泵屏蔽电动机定转子间的流场分别进行仿真,对比数值仿真与该修正公式所求得的摩擦因子,结果表明偏差在合理范围内.     

多孔壁入流及其对槽道内主流流动与换热的影响

对带有多孔壁入流的水平槽道内主流气体的流动与换热问题进行了数值模拟。数值计算中将主流区和多孔壁面区进行耦合求解,对多孔壁面内流动和换热、多孔区域的非均匀温度分布、注入率对表面温度的影响等进行了研究。计算结果表明:在多孔壁面内部,冷却气体与多孔壁面内固体颗粒之间存在一定温差,说明在对多孔壁面内部的流动与换热进行体积平均式的宏观数学描述时采用局部非热平衡模型的必要性;在靠近主流气体的多孔壁面孔隙内产生与主流相反方向的速度分量。此外,不同注入率下多孔壁面上表面固体温度的计算值与实验结果基本吻合。     

基于BP神经网络的精对苯二甲酸回收系统水含量预测模型

采用电导率法测量精对苯二甲酸回收系统水含量,考察了电导率与水含量、金属离子浓度及温度的关系。以温度、金属离子浓度、电导率为输入变量,通过BP人工神经网络贝叶斯正则化算法建立水含量预测模型。优化后的BP神经网络模型结构为3-13-1,动量因子为0.75。使用优化的模型对水含量进行预测,测试集最大绝对相对偏差为4.36%,平均绝对相对偏差为0.96%,表明所建立的神经网络模型可较好地用于预测精对苯二甲酸回收系统的水含量。     

矩形微通道中压力驱动流体的热传导数值模拟

本文利用基于控制体积法的SIMPLEC算法对微通道中的压力驱动流体的热传导问题进行了数值模拟．首先通过Poisson-Boltzmann方程求解微通道中的电荷密度,然后通过包含了外加电场力的Navier-Stokes方程对电粘现象进行深入的研究．上述的方程通过与温度相关的介电常数,粘性系数以及热导率和能量方进行程耦合求解,进而研究了微管道的特征尺度和宽高比对Nusselt数（Nu）以及Poiseuille数（Po）的影响,研究发现,电粘效应和流体的热物理属性对于微管道中的Po数和Nu数有着非常显著的影响,尤其是热物理属性更为重要。     

明渠水流速度对自掺气发展影响的试验研究

采用针式掺气浓度仪对有压出口后明渠水流表面自掺气的发展过程进行了详细测量,研究了不同出口流速条件下掺气发展区的掺气浓度分布及其沿程发展变化情况,分析了流速对自掺气发展的影响。试验结果表明：随着出口流速的增大,相同断面处水流平均掺气浓度不断增加,掺气区向渠道底板扩展更加充分;在断面平均掺气浓度相同的条件下,水流速度越大,水体紊动程度越高,气泡向渠道底板方向扩散越明显。结合紊动扩散理论分析,认为流速对明渠自掺气扩散的影响包括提高水流掺气浓度和增大水体紊动扩散系数两个方面。     

高速多片湿式离合器带排转矩预测模型

车用高速多片湿式离合器摩擦副的流固耦合运动会引起摩擦片与钢片的轴向碰摩,使其产生较大的带排转矩,降低车辆传动系统工作效率.考虑摩擦副与间隙旋转流场之间的耦合运动关系,建立了摩擦副流固耦合动力学模型.分析了摩擦片与钢片碰摩过程,构建了摩擦副轴向碰摩模型,进而求得带排转矩.通过数值模拟研究了不同转速下的摩擦副非线性运动响应和带排转矩,并与实验结果进行对比.研究结果表明,随离合器转速的增加,在某一临界转速,摩擦副间发生轴向碰摩,摩擦副由稳定运动状态转变为混沌运动状态,此后离合器带排转矩随离合器转速的增加而逐渐增大.     

金属泡沫管内强制对流换热的数值模拟

对空气在金属泡沫管内的强制对流换热进行了二维数值模拟.动量方程采用BrinkmanForchheimer扩展达西模型,能量方程采用考虑流体和固体局部不平衡的二方程模型,并用金属泡沫方形通道的试验数据验证了程序的正确性.模拟结果表明:金属泡沫管的努塞尔数随孔隙率的减小或孔密度的增加而增大,且随流体和固体导热系数比值的减小而增大;金属泡沫管的强化换热效果十分明显,但其压降远大于光管.数值模拟结果与相关文献的结果符合较好.     

The effect of water on the electrical conductivity of olivine

It is well known that water (as a source of hydrogen) affects the physical and chemical properties of minerals--for example, plastic deformation and melting temperature--and accordingly plays an important role in the dynamics and geochemical evolution of the Earth. Estimating the water content of the Earth's mantle by direct sampling provides only a limited data set from shallow regions (<200 km depth). Geophysical observations such as electrical conductivity are considered to be sensitive to water content, but there has been no experimental study to determine the effect of water on the electrical conductivity of olivine, the most abundant mineral in the Earth's mantle. Here we report a laboratory study of the dependence of the electrical conductivity of olivine aggregates on water content at high temperature and pressure. The electrical conductivity of synthetic polycrystalline olivine was determined from a.c. impedance measurements at a pressure of 4 GPa for a temperature range of 873-1,273 K for water contents of 0.01-0.08 wt%. The results show that the electrical conductivity is strongly dependent on water content but depends only modestly on temperature. The water content dependence of conductivity is best explained by a model in which electrical conduction is due to the motion of free protons. A comparison of the laboratory data with geophysical observations suggests that the typical oceanic asthenosphere contains approximately 10(-2) wt% water, whereas the water content in the continental upper mantle is less than approximately 10(-3) wt%.     

纳米管道中德拜层的电势分布

基于净电荷守恒理论,提出了一种新的计算细长纳米管道内德拜层重叠时电势分布和离子浓度分布的理论模型.为了验证双电层是否重叠,首先根据德拜层的准确定义,用经典的泊松-玻尔兹曼方程来确定有效德拜层的长度.当有效德拜层的长度超过管道高度的一半时,符合重叠条件.在综合考虑管道高度、泊松-玻尔兹曼方程及离子浓度的条件下,根据电荷守恒计算出电势分布和离子浓度分布.结果表明,随着管道高度减少,壁面和管道中心电势差也减小,与实验结果一致.     

连续驱动摩擦焊负载等效电气特性的研究

通过对连续驱动摩擦焊能量参数的计算机实时、同步检测,经过计算发现：摩擦焊负载的电气特性并不是纯电阻特性（耗能特性）,而是表现出阻容双重特性（耗能和储能特性）．经理论分析认为,负载的电容特性（储能特性）是由于工件在摩擦扭矩的作用下,产生弹性扭转变形并储存了主电机供给的机械能所造成．研究结果有利于方便实现连续驱动摩擦焊过程的数值模拟,为深入研究连续驱动摩擦焊过程的本质打下了坚实的基础．