关于对伯努利方程和泊肃叶公式的看法

从经典力学角度,对流体力学中的伯努利方程和泊肃叶公式的物理意义以及二者内在的关系提出新的观点.     

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。     

多孔介质曲折度对膨润土衬垫渗透性能的影响

膨润土的颗粒膨胀所引起的孔隙率及流径曲折度的改变是影响膨润土衬垫(Geo?synthetic Clay Liner,GCL)防渗性能的关键.通过COMSOL建立模拟膨润土中渗流的数值模型,研究了膨润土颗粒膨胀过程对GCL防渗性能的影响.COMSOL模型研究结果表明,流体通过膨润土粒间孔隙时,边界通道的最大速度明显小于非边界通道速度,这与泊肃叶公式的基本结论一致,初步验证了模型的准确性.同时,微观粒子速度分布规律与宏观流体场的速度分布规律基本一致,因此可以从微观的角度研究GCL的宏观渗透规律.利用COMSOL中的粒子轨迹监测方法,分析了颗粒膨胀对膨润土孔隙率和流径曲折度的影响.研究结果表明,流径的曲折度随孔隙率的增加而减小,且呈指数函数关系.基于GCL试样的多孔介质毛管模型和修正泊肃叶公式,考虑GCL孔隙率与流径曲折度之间的指数函数关系,提出了能综合反映孔隙率与流径曲折度影响的GCL渗透系数理论预测模型,并将理论预测结果与已有文献试验数据进行了对比,两者的比值介于1/5～5,验证了模型的准确性.     

广义二阶流体的脉冲泊肃叶流动分析

讨论了广义二阶流体的脉冲泊肃叶流动,引入黎曼-刘维尔分数阶微分建立本构方程,结合不可压缩流体时间分数阶动量方程,得到控制方程。利用傅里叶正弦变换和分数阶拉普拉斯变换,获得流体速度解析解。利用Stehfest算法对结果进行数值模拟,通过图像讨论了分数阶参数以及延迟时间对流动的影响。结果表明速度过冲现象主要取决于动量方程的时间分数阶参数。     

确定两端支承管道中流体第一临界速度的一种方法

两端支承管道中流体的临界速度,可从该管道横向振动偏微分方程求解得到·本文从分析管道琴于发散失稳状态时的能量关系,较简便地求得各种支承情况下管道中流体第一临界速度的统一公式,并与其他公式进行比较,结果相近。     

考虑固壁作用力的微可压缩流体纳微米圆管流动分析

针对流体在纳微米尺度下的流体流动规律不符合泊肃叶规律的理论依据不足的难题,研究了纳微米圆管中流体的流动,将流体的微可压缩和固壁对流体的作用同时考虑进来,并将固壁对流体的作用采用固壁作用力的形式引入到流体力学方程,采用涡函数流函数将方程解耦,并用正则摄动法求得一阶精度的压力和速度的解析解.结果发现:固壁作用力导致零阶径向压力的出现,一阶压力的增强和一阶速度的降低;量纲一的体积流量偏离了不可压缩流体的体积流量,偏离效应受流体的微可压缩性和固壁作用力的共同影响.体积流量在同尺度下偏离泊肃叶流动的流量大小随着可压缩系数和流体中和壁面产生作用的离子浓度增大而增大,随着纳微米圆管管径减小而增大,纳微米圆管管径低于某一尺寸时,流体将不能流动.通过研究表明:纳微米尺度下产生微尺度效应的原因是流体的微可压缩性和壁面力的共同影响.     

奥氏粘滞计测定液体粘滞系数

泊肃叶定律仅适用于水平圆细管的情况 ,而奥氏粘滞计通常是竖直放置的 ,即毛细管处于铅真状态 ,此时泊肃叶定律是否适合 ,对此作一讨论。     

偏离泊肃叶方程式假设条件引起的石油产品运动粘度测定误差分析及对策

石油产品的质量事关国计民生,其中运动粘度是石油产品质量控制的一项核心指标,其测定必须严格按照GB/T265-88进行,如果实际操作中若偏离GB/T265-88则等同偏离了粘度测定的理论依据即泊肃叶方程式成立的假设条件,将会相应增加测试相对误差,从而影响测试结果的可靠性,直至使其可靠度达不到95%的置信水平.本文从泊肃叶方程式成立的假设条件入手、就各种偏离泊肃叶方程式成立的假设条件的行为进行比照实验,对影响测试结果可靠性(置信水平)的程度进行了系统分析论述并提出了纠正对策.     

耗散粒子动力学在流动数值模拟中的应用

对耗散粒子动力学方法在流动问题中的应用进行了理论及数值研究，给出了耗散流体粒子运动的控制方程组、边界条件、数值方法及随机数据统计方法等．提出用固壁粒子层结合流体粒子反弹运动的方法来处理固壁边界有滑移流动边界条件，有效地消除了目前耗散粒子动力学及分子动力学模型在固壁附近的粒子密度波动问题．利用该方法编程计算了2类流动问题：方腔驱动流动与泊肃叶流动，计算结果与现有的理论及数值结果比较吻合，验证了所采用的数学模型、计算方法在流动数值模拟中的可行性及潜在优势．     

两相流管道中颗粒悬浮速度理论公式及其实验验证

本文根据流体力学与两相流的有关理论与实验观察,提出了两相流管道中固体颗粒悬浮理论。认为两相流管道中固体颗粒除受通常所谓浮重及流体平均速度作用的轴向动力外,还受流体的脉速径向、轴向作用力及涡旋径向升力。在此基础上根据颗粒受力平衡条件,导出了流体三个阻力区的任意倾角管道颗粒悬浮速度理论计算公式。尔后在气固两相流悬浮速度实验台上,对理论公式进行了初步实验验证。验证的几种物科颗粒的悬浮速度实验数据比较接近理论公式计算结果。本文最后并提出了对理论公式的分析意见。     

磁控管测量比荷公式的证法探讨

比荷e/me是电子的一个重要参数,磁控管法是测量电子比荷的一种经典方法。文献[1]中用“二分之三次方定律”证明比荷公式有些欠妥。本文给出电子比荷公式的一种严格证明和一种非严格证法,并分析“二分之三次方定律”不能适用的原因。     

中低Reynolds数泡状流变形气泡升力的实验研究

为研究气泡变形对泡状流中气泡升力的影响,基于Mei给出的球形颗粒升力公式,根据竖直圆管Poiseuille流场中气泡(颗粒)所受升力与壁面力平衡的原理,通过实验研究了竖直圆管Poiseuille流场中在14.2＜Re＜68.0、0.76＜Eo＜5.45、0.01＜Ca＜0.19条件下气泡和轻颗粒的运动,并进行了对比分析.得到相同条件下等当量直径的气泡和颗粒所受升力之比,进而获得了气泡的升力经验关系式.该关系式能够准确描述高粘度液体中变形气泡的升力,但描述负升力和低粘度液体中气泡升力的准确性还有待进一步验证.     

堆石防波堤护面砌石稳定性研究

本文根据斜坡堤块石受力条件,研究了堆石防波堤砌石护面的稳定性;给出了波坦、相对水深对块石护面厚度影响的理论依据;在分析比较三种公式的基础上,建立了砌石护面厚度的计算公式.该式形式简单,使用方便.七例计算结果与现有试验资料较吻合,可供实际工程参考使用.     

一类隐函数的求导方法

由多元方程所确定的多元隐函数的求导中,当方程的形式是以幂指函数的形式出现的时候,可以用隐函数的求导公式与对数求导法两种方法求的。     

高线吐丝机调整对圈形的影响及对策

阐述了吐丝机的工作原理及工作中存在的问题，对影响高速线材圈形质量的原因进行了较为详尽的分析，通过对吐丝机及吐丝管进行针对性的工艺革新和调整，有效地改善了高速线材的圈形质量。     

新型钢管脚手架外挂防护体系现场试验及承载力分析

为研究新型钢管脚手架外挂防护体系的破坏形式和极限承载力,为高层及超高层建筑施工钢管脚手架安全合理设计提供依据。依据风荷载作用计算公式,结合工程实例,对新型钢管脚手架外挂防护体系进行现场试验,并利用通用有限元软件ANSYS对单片外挂网进行数值分析。结果表明：有限元得到的极限承载力接近试验值,破坏形式与试验的相一致,相互之间得到了很好的验证;在风荷载作用下,新型钢管脚手架外挂防护体系能够承受的最大风荷载为3.25kN;外挂防护体系最薄弱的环节是卡座,变形最大的部位是外挂网斜撑交叉处。可见为了使两者更好的协同工作,在进行设计时,对卡座要进行着重考虑。     

曲率张量,规范场的实质 :梯度的旋度场

 在黎曼空间、纤维丛空间(规范场)中,坚持使用遂点标架的基础上,普遍地引入绝对积分的概念(绝对微分逆运算),并对通常外微分d(dxⁱ)≠0的意义和条件加以讨论,改写微分形为对称形式,使外微分和绝对微分联系起来.在此基础上,改进Stokes’公式,引入环量、旋度、散度(通常借助或类比欧氏空间的概念来,不精确,不能很好应用).证实:曲率它正是非欧氏空间不为零的梯度的旋度.并发现:Bianchi等式实质是div(rot(grad))=0,曲率形成管形场,沿管不变.附带,得到挠率也是旋度.     

关于曲线和曲面积分的换元法

在归纳、总结坐标变换下相应积分换元法的基础上,应用一阶微分形式的不变性提出曲线积分的换元法,利用微分几何外微分的方法得到三重积分换元方法下的曲面积分换元法。研究结果表明,提出的换元法可有效解决坐标变换下的曲线和曲面积分问题,简化曲线和曲面积分的计算过程。     

分形多孔介质渗透率与孔隙度理论关系模型

基于多孔介质微观孔隙结构的分形特征、毛管模型和Poiseuille方程建立了计算分形多孔介质宏观物性参数渗透率与孔隙度的理论模型,给出了二者之间新的理论关系式.分形多孔介质宏观物性参数及其关系式是多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数的函数,不包含任何经验或实验常数.定量分析了多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数对分形多孔介质宏观物性参数及其关联式的影响.理论计算结果与实验结果存在较好的一致性,表明理论模型是有效的.