一种精确求解两相流动的界面追踪方法

本文提出了一种求解两相流动问题的精确稳定的界面追踪方法—ADV-VOF（accurate density and viscosity volume of fluidmethod）。该方法具有以下特征：（1）基于同位网格系统;（2）使用PLIC方法捕捉界面和计算网格边界上精确的密度和粘度值;（3）采用守恒的Navier-Stokes方程,其中对流项离散格式为有界高阶组合格式—STOIC;（4）应用分步算法求解守恒的Navier-Stokes方程;（5）利用Bi-CGSTAB方法求解压力修正方程。以上特征保证了ADV-VOF方法是一种精确、稳定、高效、简便的界面追踪方法。最后我们对ADV-VOF方法和传统的IDV-VOF（inaccurate density and viscosity volume of fluid method）方法进行了比较分析,得出ADV-VOF方法的性能远远优于传统的IDV-VOF方法。     

不同价类卷烟的物理指标控制水平分析

为了解企业内不同价类卷烟的物理指标控制水平,进一步提高产品质量,通过对过去一年的检验数据进行科学的整理、分析,并通过技术手段进行了详细的论证。结果表明：1）无论是自有品牌还是合作品牌,各种卷烟的物理指标的符合性、稳定性均能达到规定的要求。2）无论是自有品牌还是合作品牌,卷烟的圆周、质量、长度,其控制仍为上偏离控制,仍存在改进的空间。从烟丝的价类看,在可以直接控制的指标中,圆周、质量的稳定性与烟丝的价类正相关,和烟支圆周设计值负相关。3）从今后控制的重点角度看,进一步降低烟支可直接控制指标（质量、圆周、长度）的实测值,是今后控制的重点。根据分类控制的原则,高价类卷烟的质量、圆周稳定性控制重点是防止标准偏差反弹,并采取有效措施,防止低价类卷烟质量、圆周的标准偏差继续增大、恶化。     

垂直相分离冷凝管内气泡泄漏机理

提出相分离冷凝管在管内悬空布置微米级金属丝网,形成"气贴近管壁,液在中心"的流动结构,在管壁形成超薄液膜,显著提高管内冷凝换热系数.然而,相分离冷凝管内气泡向丝网中的泄漏,可能影响冷凝传热强化.为避免气泡泄漏,本文基于杨-拉普拉斯方程,通过考虑惯性力、黏性力及冷凝管内特有的脉动流等因素,提出相分离管内气泡泄漏的理论判别式,发现气泡泄漏主要取决于无量纲参数G*与We数;利用VOF方法发展了相分离结构中两相层流流动的数值模型.对气泡泄漏现象进行数值分析,结果表明,气泡泄漏出现在气泡顶端,与实验吻合良好;通过对比不同G*与We数下气泡运动规律,获得了气泡泄漏临界曲线,确定了气泡泄漏理论判别式中的待定参数,最终给出垂直相分离管内气泡泄漏临界判别表达式,为相分离冷凝管的设计及运行提供了理论依据.     

基于非结构化VOSET方法的沸腾传热

将非结构化VOSET方法推广至求解气液界面存在相变的流动传热问题.为准确计算界面两侧因相变导致的能量跳跃,给出了含界面非结构网格控制单元温度的计算方法,并对非界面网格温度场采用隐式求解以提高计算精度.为验证所构建相变模型的正确性,编写程序分别模拟了恒壁面过热度和恒热流密度两种边界条件下的水平表面膜态沸腾,计算结果与Klimenko经验关联式吻合良好.通过圆弧表面膜态沸腾问题,验证了本文基于带相变非结构VOSET方法对不规则区域沸腾相变问题的适用性.通过模拟近临界压力水的膜态沸腾问题,并与Berenson和Klimenko经验关联式对比,验证了本文方法对实际沸腾问题的适用性.     

聚氯乙烯树脂层对球罐爆炸碎片连锁破坏概率的影响

依据塑性理论分析聚氯乙烯树脂保护层存在条件下的碎片抛射与破坏目标的过程,提出碎片穿透保护层的厚度与动能消耗的计算模型,并根据碎片抛射方程确定碎片碰撞及引发目标连锁破坏的概率。以球罐为例,应用Monte-Carlo法模拟了保护层对爆炸碎片连锁破坏效应的影响规律。结果表明:保护层可占有较大的破坏概率,显著减少目标破坏的可能性,目标连锁破坏概率由于目标穿透破坏概率的下降而平均降低了约4个数量级。偏差分析显示,保护层对连锁破坏概率的降低程度超过了99%。碎片连锁破坏概率随保护层厚度的变化呈现指数递减关系。研究结果可为球罐防护措施的合理选材与设计提供理论依据,为降低多米诺效应出现的频率,应最大限度地避免罐体本身与碎片的接触。     

基于黏聚层单元的缝内暂堵压力演化规律的有限元数值研究

暂堵转向压裂技术是目前高效改造低渗透难动用油气藏的"杀手锏"技术,目前缺乏对缝内暂堵压力演化规律方面的研究.基于黏聚层单元理论模拟暂堵带,采用应力-渗流全耦合有限元模型,对暂堵转向压裂过程中暂堵带封堵长度、暂堵剂封堵强度、压裂液注入排量、暂堵带滤失系数等因素对缝内压力变化的影响规律进行了数值模拟研究,并通过灰色关联分析确定各因素对缝内压力影响能力的相对关系.结果表明:暂堵剂封堵长度达到5m后,暂堵带的承压能力将趋于稳定;随暂堵剂封堵强度的增大,增压幅度呈现先快速上升后逐渐放缓的趋势,缝内压力可提升超过15％,有助于缝内形成憋压;增大压裂液注入排量可缩短76.3％的升压时间,有效加快缝内压力提升速率;暂堵带滤失系数减小至某一小值后,缝内增压效果明显且趋于稳定;根据关联系数分析得出影响能力从大到小的排序为:排量>暂堵剂封堵长度>暂堵剂封堵强度>渗透系数.研究成果对指导缝内暂堵转向压裂设计具有重要意义.     

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.     

运动界面追踪方法的研究现状及进展

本文对求解两相流动与传热问题的运动界面追踪方法进行了详细介绍,分析了VOF方法、Level Set方法及VOF与Level Set的复合方法的研究现状及发展趋势。本文的研究工作对运动界面追踪方法的发展起到了方向性的指导作用。     

适应全覆镀铝纸生产的GDX2包装机改进设计

为适应烟草行业推广使用全覆型镀铝纸的需要,解决使用镀铝纸过程中出现的材料适用性问题,对转移镀铝纸的特点进行了深入的分析。在此基础上,结合GDX2包装机的铝包形成原理,对问题的成因进行了详尽的剖析,并对内衬纸的输送系统、折叠系统、检测系统等进行了针对性的改进设计,解决了GDX2包装机使用全覆镀铝纸的一系列质量问题。     

流动与传热压力修正算法的研究现状及进展

求解流动与传热问题的压力修正算法于1972年首次由著名学者Patankar和Spalding提出,并被命名为SIMPLE算法。近四十年来,各国学者提出了多种改进方案来克服或者减轻由于这两点假设而引起的缺陷,所有这些改进的算法通称为SIMPLE系列算法。本文对压力修正算法,即SIMPLE及SIMPLE系列算法的研究现状及进展进行了详细介绍。