气—液两相瞬变流的流固耦合研究

论述了国内外气-液两相瞬变流流固耦合的研究成果及现状，阐述了气-液两相瞬变流的流动规律和流固耦合研究的各种方法。评述了气-液两相瞬变流、流固耦合等方面的理论模型和数值计算方法，并对不同模型和数值方法进行了比较和分析。指出了目前两相瞬变流流固耦合研究中存在的问题，预测了流固耦合研究的方向应为两相流体瞬态时的流固耦合实验研究和耦合模型的数值计算方法研究。     

收缩-扩张管内的固-液二相流动数值分析

本文建立了一种固-液二相流的流动模型。该模型把固相与液相间的相互作用以源(或汇)的形式归结到液相的动量方程之中,因而物理过程比较明确。使用以该模型为基础的数值方法对在水平放置的收缩-扩张管内的固-液二相流进行理论分析,其结果表明,固相对液相的压力场及流速有明显的影响。     

气液两相瞬变流的流固耦合研究

论述了国内外气液两相瞬变流流固耦合的研究成果及现状 ,阐述了气液两相瞬变流的流动规律和流固耦合研究的各种方法。评述了气液两相瞬变流、流固耦合等方面的理论模型和数值计算方法 ,并对不同模型和数值方法进行了比较和分析。指出了目前两相瞬变流流固耦合研究中存在的问题 ,预测了流固耦合研究的方向应为两相流体瞬态时的流固耦合实验研究和耦合模型的数值计算方法研究。     

两相流流动瞬变的计算方法及实验研究

从气液、固液、固气两相流的基本方程着手,利用特性曲线法对流体的流动瞬变推导出计算公式并不需对两相流作均匀分布的假设,经气液两相流的瞬变流的理论计算与实验验证,证明该方法是能满足工程精度要求的。     

液体弹性模量和异管径连接面对压力瞬变影响

通过研究液压系统中油液在管道中流动时发生压力瞬变的物理特征,选择截面两端面积相差较大的液压缸进出口处的条件进行试验。实验结果表明,油液弹性模量随压力而变化的特性,以及管道系统中异管径连接处的动量变化,对计算压力瞬变参数的影响显著,阐明了以往彩用特征线法计算管道系统压力瞬变误差较大的原因,并提供了相应的计算方法。     

两相流流动瞬变的计算方法及实验研究

从气液、固液、固气两相流的基本方程着手,利用特性曲线法对流体的流动瞬变推导出计算公式并不需对两相流作均匀分布的假设,经气液两相流的瞬变流的理论计算与实验验证,证明该方法是能满足工程精度要求的．     

粗糙固体表面温度阶跃的分子动力学模拟

建立了粗糙纳通道内液体热传导的分子动力学模型,模拟研究了纳通道内液体的温度分布和液固界面处的温度阶跃现象,获得了液固相互作用强度、表面粗糙高度和壁面刚度对界面处温度阶跃的影响规律.研究结果表明:在固体壁面附近,液体温度偏离了线性分布,液固界面处出现了温度阶跃.与光滑表面相比,粗糙度的存在降低了液固界面处的温度阶跃程度.粗糙高度的增加扩大了液固相互作用面积,延长了近壁面附近的液体分子与固体之间的能量交换时间,强化了液固界面的能量传递,从而使得界面处温度阶跃降低.另外,提高液固相互作用强度或者降低固壁刚度均可使液固界面处温度阶跃程度减小.     

带电胶体系统固液相变的分子动力学研究

在修正Yukawa相互作用的基础上，采用常温分子动力学方法数值研究了带电胶体系统的大离子屏蔽效应和多分散性效应对其固液边界的影响．研究结果发现，在屏蔽长度较大时，固液相变曲线出现了明显偏差．初步定性认为这种相边界偏差现象来自于系统多体效应的增强．另外，数值研究了固液相变时键接取向序参数的变化．     

致密油储层渗流新模型研究

研究致密油储层的渗流规律对致密油的有效开发具有基础指导意义。针对致密油储层,从固液相互作用机理出发对微纳孔隙中的流体进行黏性修正;在此基础上运用微元体法分析了微纳毛细管中考虑壁面固液相互作用的流体流动规律,并进一步提出了考虑固液相互作用的微纳孔隙储层渗流模型。研究结果表明:考虑微纳孔隙中固液相互作用时,微纳毛细管中的速度分布明显低于泊肃叶流,且管径越小,固液相互作用越大;与泊肃叶流的速度差越大。对于微纳孔隙储层,岩石的渗透能力较泊肃叶流流推导的渗流方程而言要小得多。     

液固撞击的非线性波动模型的研究

推导了和于研究液固撞击问题的非线性波动模型，并将其应用于水锤过程及球形液滴与刚性固体平面法向撞击过程的数值分析。通过对水锤过程的模拟分析，给出了液固接触面压力随时间的分布；对球形液滴与刚性固体平面撞击过程的模拟，给出了不同时间液固接触面上无量纲压力分布，以及液滴内无量纲压力的等值线。结果表明，非线性波动模型可以给出详细的液固撞击过程的各物理参量，为液滴侵蚀固体表面问题的研究提供了可靠的依据。结果与精确解吻合良好，从而对非线性波动模型进行了验证。     

喷雾脱硫压力式雾化器的研究

在湿法燃煤烟道气脱硫过程中液－固混合悬浊液的雾化效果特别重要，压力式雾化器结构简单、应用方便；因此，研究了液－固混合液压力、浓度、固体颗粒直径等因素对雾滴的体积－表面积直径（d32)影响。试验采用三维激光相位多普勒LDV／APV测试系统，测定了具有最大几率分布的雾滴直径（d32)。研究发现，压力与雾滴直径（d32)的变化呈非单调性，雾滴直径（d32)随压力的增加先减小、再增大；雾滴直径随液－固混合液的浓度、固体颗粒直径的增大则变大。     

多孔介质中油气体系相平衡规律研究

油气体系和储层多孔介质是一个相互作用的系统,当地层压力低于饱和压力时,储层中同时存在气、液、固(指岩石) 三相。在多孔介质中,由于孔隙半径小,因而毛细管压力应予以考虑。在建立了考虑毛细管压力的相平衡计算模型之后,针对二个凝析气藏,一个黑油油藏和一个挥发油藏,分别对其油气体系的毛细管压力、饱和压力和恒组成膨胀过程中液相含量进行了相态模拟计算,并总结出毛细管压力对油气体系相平衡的影响规律。     

输油管道液柱分离模拟

为了研究输油管道在不稳定流动过程中,因轻质组分挥发、气泡聚集而形成的液柱分离现象,建立了水击分析数学方程.基于分相流模型,采用特征线法、有限差分法将偏微分方程数学模型转化为代数方程组,并采用Newton-Raphson法进行求解,给出了分析步骤.最后,采用VC++开发了仿真程序,分析了输油管道中途截断阀突然关闭时,阀后管道拔高点处的水力瞬变工况.同时,还分析了初始油品中的含气率对液柱分离的影响.结果表明,当含气率大于10-6时,初始含气率越大,管道拔高点处低压持续时间越长,压力响应越滞后,液柱弥合压力越大;否则,可以不考虑含气对水力瞬变的影响.     

工作介质弹性模量对液压系统压力瞬变的分析

本文分析液压传动系统中工作介质对系统内压力瞬变的影响。理论分析和实验结果表明：油液体积弹性模量随压力下降而减少，从而减缓压力瞬变的程度。     

渣浆泵叶轮中固液两相湍流的计算和实验

为了深入了解渣浆泵叶轮中固液两相流流态,利用连续湍动能ｋ方程、耗散率ε方程及湍流代数型Ａρ模型（ｋ－ε－Ａｐ湍流模型）及ＳＩＭＰＬＥＣ算法,计算了渣浆泵叶轮内部的固液两相湍流。计算了渣浆泵叶轮内固液两相流动的主要流动参数。比较了固液两相流动下的压力分布的计算结果与叶轮中压力分布的量测数据,以及叶轮中的流速分布的计算结果与ＰＩＶ技术的试验结果,证明了计算方法和程序的可靠性。研究结果表明：在稀释的固液两相流条件下,固相的存在对液相的流态影响很小,但会造成叶轮出口压力的降低。固相浓度越高,叶轮出口压力降低越多。     

基于双流体模型的气液两相水锤计算方法

基于气液两相流双流体模型,采用矢通量分裂(SW-FVS)与无波动无自由参数(NND)相结合的空间和时间上均为二阶精度的差分算法,推导并构造出一种考虑相间质量变换、管壁与流质相互作用的一维计算模型.通过辛普森关阀试验及离心泵断电模拟试验的对比,证明了该模型在计算带有明显的相间作用的瞬变现象的适用性及对于压力瞬变模拟的准确性,同时由于该计算方法易于程序化,在水力机械过渡过程的计算中具有一定应用价值.     

磁流变液沉降稳定性改进及对流变性能的影响

对影响磁流变液沉降稳定性的颗粒表面性质、固／液界面性质和大小颗粒之间相互作用等因素进行了实验研究和探讨,实验结果表明：磁流变悬浮液体的稳定性取决于固相颗粒这间的静电排斥作用或固－液界面分子构型所产生的空间阻效应;对于颗粒径度较大的分散体系,通过改善粒子表面的结构,依靠体系的结构力学性质改善粗大颗粒悬浮液体的沉降稳定性。     

弹性/黏弹性混合管道瞬变流参数校核方法

为探究弹性管道与粘弹性管道串联混合连接的管道系统瞬变流压力波动的影响规律,设计并搭建了弹性/粘弹性串联混合管道系统瞬变流实验台,分别是镀锌钢管、镀锌钢管与聚丙烯（polypropylene,简称PPR）管混合管和镀锌钢管与聚乙烯（polyethylene,简称PE）管混合管。在不同初始流量情况下,分别对三种管道系统进行了瞬变流实验,基于实验数据,对粘弹性管道瞬变流模型结合一维拟稳态摩阻模型的参数进行校核,并提出了混合管道瞬变流参数校核方法。结果表明：使用粘弹性管道替换部分弹性管道会使得瞬变流压力波峰值衰减幅度下降,钢管/PPR混合管道相比钢管/PE混合管道具有更大的下降幅度。改变初始流量不会引起压力波相位发生改变,其对粘弹性效应产生的影响可以忽略不计。此外,应用一维拟稳态摩阻模型可以较准确地模拟混合管道瞬变流的压力波动过程,本文所提出的混合管道瞬变流参数校核方法可简便且准确地校核混合管道瞬变流参数,为工程中混合管道瞬变流的数值计算提供参考依据。     

液固二相流体润滑状态下的热效应分析

文章以活塞环-缸套摩擦副为研究对象,基于雷诺方程和能量方程,考虑了润滑油的粘温效应,对液固二相流体润滑状态下的流体压力进行计算和分析,探讨了不同工作状态下温度对压力所带来的影响。另外,针对颗粒的存在所引起的润滑油粘度变化,讨论了润滑油中的颗粒对流体压力所带来的影响,从理论上对液固二相流体润滑状态下的活塞环-缸套摩擦副的润滑特性进行分析和研究。     

固体颗粒对三相气升式环流反应器流动特性的影响

将液相视为连续相,气相和固相视为分散相,同时考虑各相之间的相互作用,结合气液固三相流体的动力学理论,建立气液固三相环流反应器三流体湍流流动的Eulerian模型.采用计算模拟软件Fluent对三相环流反应器的流动状况进行模拟,考察表观气速、固含率、颗粒大小对反应器的气含率以及液体流动速度的影响.模拟结果较好地解释了气升式环流反应器内的三相流体行为,模型与实验结果较好地吻合,表明了模型的可行性.