壁面润湿性对原油携水流动特性的影响分析

采用原油携水流动的方式将管道内部积水携出可以有效解决管道内部的积水引发管道腐蚀穿孔的问题。基于原油携水流动的动力学过程和界面形态,建立了原油携水流动模型,采用基于VOF模型的InterFoam求解器求解油水界面的动力学方程,对比验证了相同条件下的实验数据和数值模拟结果,分析了原油流速和壁面润湿性对原油携水能力的影响趋势。研究结果表明,使用OpenFOAM对原油携水流动进行模拟分析的方法切实可行,模拟结果与实验结果相比具有较好的吻合性。随着原油流速的增加,原油的携水能力增加,管道内的积水更易被原油携带出管道底部,而原油临界流速的大小取决于管道壁面的润湿性;随着管道壁面的润湿程度的降低,积水有聚集为水团的趋势,并且原油的携水能力增加;当原油流速大于临界流速时,原油的携水能力取决于壁面的润湿程度(即接触角θ的大小),当接触角θ=30°时,水以连续波状薄膜的形式存在;当接触角θ=60°时,薄膜破裂形成分散的水团,这些水团零散地分布于倾斜管壁上,并在剪切力的作用下不断向上移动;当接触角θ≥90°时,积水逐渐在倾斜管段上聚集为一团。     

平面壁面射流风场作用下建筑物表面风压数值模拟

采用平面壁面射流模拟下击暴流的出流段风场,通过协同流模拟下击暴流水平移动,基于计算流体动力学方法,采用雷诺应力模型(RSM)的Stress-Omega模型模拟了稳态下击暴流的平均风剖面,并在风场中建立高层建筑物模型,研究下击暴流风场中高层建筑物表面风压分布特性.结果表明,采用平面壁面射流模型得到的水平速度竖向风剖面与下击暴流理论风剖面以及试验结果吻合较好,壁面射流模型风场中建筑风压分布特征与冲击射流风洞试验一致;迎风面风压系数随着顺流向距离的增加而不断减小,随着射流入流湍流强度的增大而减小.当下击暴流风剖面半高值大于1.45倍建筑物高度时,壁面射流风场中建筑风压分布与大气边界层风场中类似.协同流对结构中下部风压分布影响较大,而风向角对最大风压的影响不大.     

金属材料屈服准则的统一形式

屈服准则是塑性理论和金属材料强度的重要基础。由于剪应力是使材料进入塑性状态的主要因素,基于剪应力作为物理解释的屈服准则有:最大剪应力(Tresca)准则、八面体剪应力(Mises)准则和双剪应力准则。上述三种屈服准则都是提出不同假设去适合不同材料     

土木建筑物壁面衬砌用新型喷涂材料

这种砌衬用新型喷涂材料适用于道路、下水道、水渠、隧道的掘削壁面,山岳、丘陵及一般地基工程的挖掘壁面,以及建筑物的外墙壁面等土木建筑物的壁面。一、传统技术存在的问题挖掘壁或者建筑物外墙的壁面过去是使用含有水泥的衬砌材料进行喷涂衬砌施工,通常是将水泥与速凝剂、水等混合,再喷涂于壁面。传统的方法能够喷涂于完全没有渗水、流水之类游离水的壁面,但对于存在有上述游离水的壁在进行衬砌施工是非常困难的。这是因为,使用一般促凝剂的喷涂施工,水泥的硬化时间长达1分钟左右,衬砌材料不能充分地粘附于壁面。     

变形壁面湍流流场的谱方法

为了获得高精度变形壁面湍流流场,该文采用纳维-斯托克斯方程的时间分步法和贴体坐标的基本原理,推导出一种求解变形壁面湍流流场的谱方法.以行波壁及反向控制壁面为算例,对变形壁面控制的槽道湍流进行了数值模拟,建立了槽道湍流数据库.分析了控制前后流场中的速度和近壁涡结构的变化情况.结果表明,谱方法可用于模拟变形壁面的湍流流场,且具有较高的精度:采用行波壁面和反向控制壁可以抑制壁湍流,实现减阻.     

近壁面网格尺寸对湍流计算的影响

采用不同的网格划分策略,利用FLUENT软件对长直圆管管内湍流进行数值计算.计算结果与半经验理论曲线的比较和分析表明,降低网格渐变率、提高径向网格数目以及调整壁面层网格的y 值均能够有效改善计算结果的精确性,而y 在其中起主要作用.针对同一网格划分策略,改变边界条件对计算结果精确性的影响相对较大,而改变模型引起的影响则相对较小,因此,不同边界条件应采取相应的网格划分策略尤其是选择合适的近壁面网格尺寸.     

群桩加筋效应机理研究

把Poulos的弹性理论法推广到对群桩进行整体分析,群桩中每根桩的形状和荷载可以互不相同．对2根桩的分析表明,受荷桩使其邻桩的桩身产生了附加轴应力及附加剪应力,桩对土的加筋效应就是通过附加剪应力发生的．对群桩的分析表明,其他桩的加筋效应使受荷桩的沉降产生了折减,当桩土模量比和桩间距较小时,忽略桩的加筋效应会对群桩分析带来很大的误差．对群桩内的应力分布分析表明,与单桩相比,由于桩的加筋效应,使得群桩能够把较多的荷载直接传递到桩端平面．     

带协同流壁面射流的数值模拟模型及影响规律

针对下击暴流中的壁面射流模型,采用4种不同湍流模型的CFD方法比较分析了带协同流壁面射流在不同发展阶段的平均风剖面及雷诺应力等流场特性.结果表明,使用修正的雷诺应力模型(RSM)得到了与实验较为吻合的结果,对带协同流壁面射流的数值模拟是有效和准确的.使用修正的RSM分析了不同协同流和射流风速比β对壁面射流平均风剖面、壁面摩擦因数等参数的影响.分析结果显示:当β值从0.1增大到0.3时,相同位置处的速度越大,最大速度衰减越慢,壁面摩擦因数减小越快,内、外层相互作用越弱.     

条形荷载作用下粘土边坡稳定特征数值分析

为分析坡顶条形荷载作用下的边坡稳定特征,运用有限元强度折减法,以均质粘土边坡为研究对象,在坡顶不同位置施加条形荷载,分析边坡稳定安全系数、坡体内最大剪应力、X方向最大位移以及潜在滑裂面位置4个指标的变化规律。结果表明,边坡稳定性与条形荷载值呈正相关,荷载距坡顶边缘越近,稳定性越差;坡体内最大剪应力、最大位移值与荷载值呈正相关,荷载离坡顶边缘较远时,最大剪应力出现在荷载右缘下方坡体中;坡顶边缘作用有大荷载时,坡体最大位移值增加较快;随着荷载向右移动,边坡潜在滑裂面也向右偏移。