平行板微管道内周期旋转电渗流动

研究了平行板微管道内周期旋转电渗流动.基于线性Poisson-Boltzmann方程和NavierStokes方程,利用本征函数展开法,求解了电渗流(Electroosmotic flow)速度和体积流率的解析解.在此基础上,研究了外加交流电场振荡频率α,旋转角速度频率ReΩ和电动宽度K对速度和体积流率的影响.结果表明,速度和体积流率的峰值随时间t先增大然后达到稳定的最大峰值,当速度峰值达到最大后,流速和体积流率都是随时间t的周期函数.速度和体积流率达到最大峰值所需要的时间随着ReΩ的增大而增大.     

平行板微管道间Jeffreys流体的周期电渗流动研究

运用分离变量法求解了平行板微管道中线性粘弹性流体的周期电渗流动.解析求解了线性化的Poisson-Boltzmann方程,柯西动量方程和Jeffreys本构方程.通过数值计算,分析了各参数对速度剖面的影响.固定振荡雷诺数Re,当松弛时间λ1ω增大时,流体在外加电场下变得更加快速.同样,对于给定的滞后时间λ2ω,较高的振荡雷诺数Re将会导致EOF速度剖面的剧烈振荡,同时EOF速度剖面的振幅显著减小,在距离EDL远的地方,EOF速度几乎趋近于零.此外,随时间变化的速度剖面给出了对这种流动特性的进一步认识.     

微流体在不同Zeta势条件下的电势分布

该文研究了一般流体在平行板微管道中流动时电势分布问题,不仅得到了在低Zeta势条件下流体流动的电势分布,而且通过一种积分变换得到了在高Zeta势条件下流体流动的电势分布。     

旋转螺旋管道中的非定常周期流动

采用数值方法对旋转螺旋管道中的周期流动进行了求解,系统的分析了管道内周期流动在旋转、曲率以及挠率的共同作用下的二次流动、轴向速夏以及壁面摩擦力在周期内的变化情况,研究结果表明:旋转螺旋管道与不旋转螺旋管道内的二次流动以及轴向速度的随时间的变化趋势存在明显的差别,流动周期内管道截面上最多可存在4个二次涡;周期起始和结束阶段,截面上将会出现轴向逆流,轴向逆流出现的位置取决于F.     

二维直角管道中高Reynolds流动的格子Boltzmann模拟

运用9 Bit的格子Boltzamnn方法对二维直角管道中高Reynolds流动进行数值模拟, 得到了在不同雷诺数下不可压缩流动涡的涡心的位置分布及其演化斑图.     

粗糙微管道壁面振荡的磁流体流动

采用摄动法得到了粗糙微管道壁面振荡的磁流体流动的速度的近似解析解.波状管壁是由小振幅的反相周期余弦波给出的.通过数值计算,分析了振荡雷诺数Re和Hartmann数Ha对速度剖面的影响.结果表明:随着振荡雷诺数Re和Hartmann数Ha的增加,x和y方向速度的振幅减小.同时由于壁面的振荡,对固定的振荡雷诺数Re,随着y的增加,即由微管道的中心到管道的壁面,x和y方向速度的振幅逐渐增加.     

旋转椭球导体的电势和静电能

根据旋转椭球导体的面电荷密度,用电磁学理论计算了它的电势和静电能,给出了相应的解析表达式.     

基于等电势梯度模型试验的滩涂淤泥电渗效率分析

为了研究滩涂淤泥电渗效率,根据相似原理建立室内模型,并在等电势梯度条件下进行试验.试验过程中采集排水量、通电电流和电势数据,研究了电渗能耗、电势利用率与电极间距的关系.基于有效电势原理对电渗能耗系数和处理时间进行了分析,采用简易算例对不同工况下的电势利用率和能耗系数进行了讨论.结果表明,等电势梯度下,电渗前期能耗系数随电极间距缩短而线性下降,电极间距缩短至12 cm时能耗系数降至0.54 W·h/m L.电极间距越小,相同排水效果所需的处理时间越短.提高界面电阻会降低电渗排水速率,但不影响电渗能耗系数.建议在工程中选取新型电动土工合成材料以及合理的电极布置形式,以提高电渗效率和经济性.     

微管道中纳米流体流动及热辐射

利用Debye-Hückel线性化近似理论得到微管道内的电势分布,通过修正的Navier-Stokes方程和能量方程研究了纳米流体的流动及辐射传热问题.得到了电动宽度K、辐射热参数Nr、焦耳热参数S以及纳米粒子的体积分数φ对纳米流体速度、温度及努赛尔数(Nusselt number)的影响.结果表明纳米粒子的加入显著地影响流体的电动效应及热辐射效应.     

长微圆管道气体流动的简化计算

从N－S方程出发,考虑稀薄气体效应,推导出长微圆管道中压力驱动的可压缩气体流动的简化控制方程组;采用迭代方法求解此方程组,得到了流动的速度分布、密度分布、质量流量;并分析了影响流量的因素。     

旋转椭圆截面螺旋管道内粘性流动的Galerkin解

对旋转椭圆截面螺旋管道的不可压缩充分发展层流流动方程采用Galerkin方法求解,获得近似分析解.讨论了参数变化时二次流动和轴向速度的变化.结果表明流动结构与旋转、曲率、挠率和截面形状等参数有关.     

流动电势用于角加速度传感器的研究

分析和讨论了一种新型角加速度传感器的工作原理与设计方法。该传感器是根据流动电热效应，直接将角加速度信号转换为电信号输出的。和其它形式的角加速度传感器相比，它具有结构简单、成本低、可靠性好、稳定性高等特点。     

电渗法中含水率和电势梯度对土体电阻率的影响

采用Miller Soil Box方法分别测定同一压力状态、同一温度下3种不同土样的电阻率,分析了含水率和电势梯度对土体电阻率的影响,拟合出土体电阻率的计算公式.结果表明:土体电阻率与含水率有很大关系,大致以液限为分界,当含水率大于液限时,土体电阻率较小,且随含水率变化较小;当含水率小于液限时,土体电阻率较大,且随含水率减小而急剧增大.对于一定含水率的土体,土体电阻率随电势梯度的增大而减小.     

旋转环形截面螺旋管道内二次流动的摄动分析

采用摄动方法研究了环形截面旋转螺旋管道内二次流动.结果表明由于内圆壁面的存在,旋转环形截面螺旋管道内的二次流动、轴向速度分布与圆截面情况相比存在明显的差别,截面可以出现1到8个二次涡,轴向速度最大值位置取决于F(F为科心力与离氏力之比),随着F的变化,二次流强度和流量比在F=-1左右取得最小值.     

存在残余液体的微管道中的表面张力驱动流动

许多微流体系统涉及到存在残余液体的微管道中由表面张力驱动的注入流动问题。该文利用非定常N av ier-S tokes方程,采用VOF模型追踪运动界面,以CSF模型考虑表面张力的影响,使用有限体积法对存在不同形态残余液体的微管道中不可压缩流体的表面张力驱动的注入流动进行了数值模拟。结果表明,与不含残余液体的情况相比,管道内存在附着于管壁的液滴时,入口流量下降,但液体的注入效率反而略有提高;而管道内存在封闭液柱时,入口流量明显降低,而且会在管道中形成随液体一同运动的气泡,不利于液体注入。这些结论对于相关微流体系统的设计具有借鉴意义。     

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.     

微管道中纳米流体电磁流动及辐射传热

利用德拜-休克线性化近似理论求解了微管道纳米流体的电磁流动及辐射传热问题,得到了电动宽度K、磁场强度Ha、辐射热参数Nr、焦耳热参数S以及纳米粒子的体积分数φ对纳米流体速度、温度及努赛尔数的影响.结果表明磁场显著地影响纳米流体的流场及温度场,纳米粒子的加入将明显地增强流体的热辐射传热效应.     

滑移流区平行平板微通道内单侧加热流动与换热

对一侧等热流、一侧绝热热边界条件下,流动与热充分发展的平行平板微通道在滑移流区内层流流动与换热进行了理论分析,研究了槽道内速度场与温度场的分布、换热特性,以及Kn、动量协调系数、热协调系数的影响.     

微极流体在带有小锥度圆管管道内的流动

讨论了用微极流体表示的血液在带有小锥度的刚性圆细管内的流动问题。在Ｃｏｎｄｉｆｆ和Ｄａｈｌｅｒ边界条件下，导出了轴向速度、径向速度、微转动速度、流量和壁面剪应力的解析式，并作数值计算，分析了管子的锥度和微极参数等对上述有关量的影响。     

不同热流下平行平板微槽内流体滑移流动与层流换热

对两侧不同定热流热边界条件下,流动与热充分发展的平行平板微槽在滑移流区内的层流换热进行了理论分析,研究了微槽内温度场的分布和换热特性,并讨论了Kn、热流比、动量协调系数、热协调系数等的影响.