百叶窗式脱水器阻力计算的数学模型及编程

分析了百叶窗式脱水器弯曲通道内气流流动状态，确定了气相流畅的控制方程和边界条件，建立了计算弯曲通道内流动阻力的有限差分的数学模型及计算机程序，得到了理论计算值与实验结果相吻合的效果。该方法也适用于其它形状弯曲通道的流动阻力计算．     

发动机进气门流场数值模拟及其阻尼特性分析

用任意拉格朗日-欧拉（ALE）计算方法对发动机进气门附近的气体流动进行数值模拟研究;针对两种典型结构的进气门,在对气体流动进行数值模拟及阻尼特性进行分析的基础上,分别给出局部阻力因数与气门开度及初始条件的关系曲线,计算结果表明：圆角气门对流动有整流作用,并使气流阻力变小;而直角气门产生的涡流较强,能量损失大;故直角气门的局部损失因数较圆角气门的局部损失因数大得多,计算结果与传统设计基本吻合,从而为发动机进气道及气门的气动设计提供了新方法。     

火箭发动机喷管内膨胀过程中的化学反应—近平衡流动的判据

现在关于火箭发动机的热力计算,一般都假设喷管内的膨胀过程是平衡流动、或假设为凝结流动,在这两种假设条件下可以分别计算出火箭发动机的比冲量。至于在什么条件下可以采用平衡流动的假设,在什么条件下应该采用凝结流动的假设,通常都未作必要的论证。本文应用气体动力学的基本方程和化学动力学的基本公式,导出了一个判别平衡流动的准则方程,它可以作为采用平衡流动假设的理论依据。     

基于Ergun方程的菱镁球团填充床层阻力特性实验

菱镁球团重烧竖炉内的气流流动分布较为复杂,获得料层阻力特性规律是开展竖炉内气体流动及气固换热过程研究的基础.从颗粒填充床的气体动力学出发,以Ergun方程为基础,首先系统测量了菱镁球团颗粒关键宏观特性——粒径分布、密度、球形度及空隙率;通过冷态实验修正了Ergun方程中黏性阻力系数和惯性阻力系数,获得了适用于描述菱镁球...     

汽轮机中湿汽损失的定量计算

为了提高湿汽损失的计算精度,在湿蒸汽非平衡凝结流动计算结果的基础上,采用Fortran语言发展了湿汽损失的定量计算程序,即利用多级透平内湿蒸汽非平衡凝结流动的三维计算方法获得各透平级的气动参数和一次水滴的三维分布,再对三维计算结果进行周向平均,从而获得了圆柱坐标系下子午面内的流场参数,并以此为基础进行湿汽损失的定量计算。对某核电汽轮机低压缸中的湿汽损失进行了分析,结果表明:湿汽损失中热力学损失主要产生于发生非平衡凝结的中间级和末级;水滴阻力损失在末级中较大,其余各级中较小;制动损失沿着流动方向逐级增加,是湿汽损失最主要的组成部分;疏水损失及离心损失在湿汽损失中所占比例较小;总的湿汽损失占该核电汽轮机低压缸总功率的3.1%。与Baumann公式3.9%的计算结果相比,该定量计算得到的湿汽损失更小,定量计算方法可为核电汽轮机的设计和优化提供参考。     

托普索径向氨合成塔气体均布设计的原理与方法

本文针对我国30万吨合成氨引进装置,氨合成塔的关键部件——气体均布装置(丹麦托普索公司的专利),进行流体力学分析,根据气体在有孔的分气、集气管道中流动(变质量流动)的情况,提出用动量平衡方程式进行设计计算,从流体在有孔管道中流动的条件,推导了动量方程与能量方程,进行对比,并结合托普索合成塔的具体条件,进行应用。对气体均布装置进行系统的设计计算,对设计中的各个主要问题,阐明它的设计原理与设计计算方法,供国内翻版设计参考。     

气固两相栓塞流动的特性研究

在长距离气力试验台上,以压缩空气作为输送动力,分别对粉煤灰和水泥粉体进行输送试验,得出了气固两相流动特性参数的变化规律,分析输送过程的阻力特性.结果表明,随气体表观速度的增大,固体质量流率、固体速度及气固间滑移速度呈增长趋势,而压力损失呈下降趋势.考察了物料特性对两相流动特性及阻力特性的影响.利用力平衡原理建立了料栓平衡方程式,并结合试验数据得出了预测栓流运动阻力损失公式.     

MPC增压系统三分支流动计算模型研究

提出一种计算柴油机排气管三分支中气体流动过程的数学模型；其主要特点是以动量方程代替压力损失模型扣拟动量方程，用Ｖａｚｓｏｎｙｉ公式计算出在马赫数小于０．４５条件下的动量损失系数。并在动量损失系数与分支中的流动状态无关的情况下将所计算出的结果外延到整个亚音速范围。算例分析表明，新模型的计算结果与实验吻合。     

后张连续预应力筋锚固损失精确计算

基于摩擦理论,建立了预应力筋微段平衡方程,利用变形协调条件,推导了桥梁工程中典型的五段式预应力筋的锚固损失解析解,将计算方法推广到n段混合线形的预应力筋,并给出了反摩擦影响长度等于预应力筋全长时锚固损失的计算公式,最后通过算例将本文的计算方法与现行公路桥梁规范和铁路桥梁规范给出的方法进行了对比.结果表明,本文解析方法适用于弯曲角度较大或形状变化较大的预应力筋的锚固损失计算.     

Boltzmann方程碰撞积分建模与稀薄空气动力学应用研究

直接模拟蒙特卡罗方法(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)已经广泛用于稀薄空气动力学计算模拟,而直接数值求解Boltzmann方程目前还只局限于简单流动,比如一维线性问题.高度非线性、积分微分属性的Boltzmann方程的求解关键是碰撞积分建模问题.最近,快速谱方法的提出和完善,使得对复杂的三维非线性问题直接求解Boltzmann方程带来了希望.相对于DSMC,快速谱方法具有数值上确定性的优势,在低速多尺度流动计算模拟上更为高效.本文介绍了快速谱方法在求解气体动理学方程的最新发展和成果,并探讨其应用前景.快速谱方法的推广应用使之真正成为DSMC的补充方法,现在面临的困难是需要发展新的气体动理学模型来描述多原子、多组分、稠密气体等.本文最后介绍了这方面的最新进展和直接求解Boltzmann模型方程气体动理论统一算法在模拟计算跨流域气体绕流及航天再入高超声速气动问题的应用.     

气体-纤维流动的一个计算模型及其在典型流动中的应用举例

本文对气体-纤维两维粘性定常流动的计算采用了网格中的质点源(PSI)模型方法。它包括以网格中的源项形式来计算气体相的质量守恒方程与动量方程。以球链模型代替纤维,网格中的动量源项是由计算网格中的纤维对气体的作用力的冲量而决定的。对典型流场中的气体-纤维流动作了数值计算,其中之一与 Bangert 和Sagdeo 的实验作了比较。     

粉粒体气力输送垂直管的压力损失

在作者工作的基础上,对不同的固体粒子在气流悬浮下垂直管内流动阻力进行了分析和实验研究。文中提出了固体粒子稀相流垂直管内适用的压力损失计算式。     

开窗导流催化规整填料的压降机理及优化

针对新型模块化催化规整填料(MCSP)Winpak-C,结合Fluent模拟结果,分析了Winpak-C中各单元产生的压降贡献大小.由于Winpak-C的骨架是开窗导流填料Winpak,因此Winpak-C的压降来源于Winpak.提出了6种压降贡献机理,分别是气体进入填料层的阻力损失、填料片内部阻力损失、气体流出下层填料盘的阻力损失、气体流入上层填料盘的阻力损失、气体在壁面流道变化的阻力损失以及气体离开填料层的阻力损失,分析了压降的主要贡献因素并对其进行优化与比较.同时,计算了总阻力系数与雷诺数、催化剂包的降低高度的关系.结果显示所提出的优化方法能较好地降低Winpak-C的压降,提高催化精馏塔的通量.     

流体力学教学中局部阻力的CFD分析和应用

计算流体动力学(CFD)是通过计算机数值计算和图像显示,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。将CFD数值模拟引入到工程流体力学的多媒体教学中,重点针对教学中局部阻力损失难于理解、流动复杂、阻力损失不易理论计算的特点,对不同种类的局部管路损失进行了模拟分析,得到流体在局部管路中的速度大小和方向的变化、漩涡分布、阻力损失等,便于学生更加直观地理解局部阻力损失的规律。     

流道变参数液力偶合器负荷特性的计算

液体在偶合器流道中的流动情况非常复杂,各种阻力损失系数难于精确确定,因而到目前为止还缺少比较精确和通用的负荷特性计算方法.本文所提供的流道内阻力损失计算公式和系数计及了流道各参数变化的影响,并用十余种模型试验结果进行统一修正,应用流速线性分布的流动模型算出偶合器流道的负荷特性.对六种流道的同一公式计算和试验结果的对照表明,吻合情况令人满意.因而,为流道变参数偶合器的性能预测提供了一种有用的计算方法.     

“欠平衡钻井多相流动水力参数设计和计算软件系统”通过鉴定

由石油大学 (华东 )石油工程学院孙宝江教授主持完成的“欠平衡钻井多相流动水力参数设计和计算软件系统” ,近日通过了由山东省科技厅组织的专家鉴定。鉴定委员会一致认为 ,该项研究成果技术路线先进 ,计算软件实用性强 ,达到了国际先进水平。科研人员建立了一套比较系统、科学的充气欠平衡钻井、泡沫欠平衡钻井、气体欠平衡钻井多相流流动的计算模型。所编制的计算机软件适用于常规钻井液、泡沫钻井液、充气钻井液和气体钻井液 4种欠平衡钻井方式 ,可用于直井和定向井欠平衡多相流动水力设计和计算。该项研究成果经过大港等 5个油田 13口…     

含蜡原油管输的通用速度分布与温度分布

以控制流体流动的动量方程、能量方程和描述流体流动特性的本构方程作为基本方程组,对定壁面温度和定环境温度两种热边界条件下的含蜡原油圆管流动的速度分布与温度分布进行了解析求解.分析与计算表明:所得解析解普遍适用于含蜡原油的各种流变行为.当屈服应力τ0不等于零时,在管中心存在着柱塞流,柱塞半径r0与τ0成正比;在柱塞内,速度与温度沿径向呈均匀分布;在柱塞外,速度与温度沿径向呈曲线分布.通过实例计算,分析了流变参数对速度与温度分布的影响,为含蜡原油管输中压力损失和热力损失的准确计算奠定了基础.     

三维跨音速阻力的差分计算

讨论了跨音速波阻力传统计算方法的不足,采用差分法,应用轴向大扰动、横向小扰动、柱座标系下的三维跨音速扰动速势方程和在物面周线的切向座标系下建立的物面边界条件,建立了可适用于轴向局部大扰动绕轴均匀和不均匀分布的物体跨音速波阻力的计算方法,算例数值结果与实验值吻合良好.同时,讨论了波阻力数值结果和实验值之间存在差异的原因和解决的方法.     

计算挠曲线的近似方法

在复杂载荷或变化抗弯刚度的情况下,直梁的挠曲线方程是分段的,这给使用带来了不便。本文首先讨论了利用适用于整个梁的近似挠曲线方程来代替分段方程的级数方法(三角级数和幂级数),并给出了例子来说明方法的应用。接着介绍了适用于电子计算机的挠曲线的数值计算方法,这种方法可以应用到工程力学的许多专题中去。     

静压气体球轴承承载力的三维计算方法

为研究环面节流静压气体球轴承的承载力特性,提出一种基于三维模型的计算方法.应用非结构同位网格技术对轴承进行网格划分,采用有限体积法对三维稳态可压缩N-S方程进行离散,将适用于可压缩流体的改进的SIMPLE算法应用于离散方程的求解.实验表明,该方法的计算结果与二维有限元法计算结果及实验数据相符,证明算法是有效的.