非饱和含湿多孔介质传热传质的渗流模型研究

综述了非饱和含湿多孔介质传热传质模型研究的发展。从多相渗流和扩散迁移机制出发建立以温度、压力和饱和度为基本变量的实用化三参数模型。该模型由一组描述水－汽质量守恒、空气质量守恒和能量守恒的非线性偏微分方程组成。利用该模型对埋管的热过程、砂土物性测量、毛细滞后现象、回湿过程、突发高温作用下多孔介质内部的传热传质过程和冻融过程进行了研究。为了模型的进一步应用,仍需对束缚水饱和度以下毛细压力与饱和度的关系、导热系数的影响因素及其获取方法、非饱和多孔介质传热传质的边界效应和滞后效应的物理机理等方面深入研究。非饱和多孔介质中溶质的运移更是一个饶有意义的研究课题。     

含湿多孔介质传输机理模型系数的确定

从传输机制出发，建立了考虑胀缩效应的含湿多孔介质内部多种输运现象的机理模型，结合解吸等温特性与Ｋｅｌｖｉｎ方程，利用改进的Ｄａｒｃｙ定律推出了液相质传递系数等参数的数学表达式。还将一般分子扩散和Ｋｎｕｄｓｅｎ扩散有机组合，应用改进的Ｆｉｃｋ定律，获得了气相质传递系数等参数的表达式。本模型中各参数物理意义明确，易于确定。     

考虑毛细滞后的末饱和多孔介质传热传质模型

本文从热湿迁移机理出发，通过在液相渗流中引入毛细滞后的影响，彩用液相运动的最小梯度假设，建立了未饱和含湿多孔介质在考虑毛细滞后效应时传热传质的较普遍的模型理论，并对方程中的热湿迁移特性系数进分析，为进一步发展确定热迁移特性的有效实验方法提供了依据。     

多孔介质中流体热对流的试验研究

本文就含水的倾斜多孔介质层在侧向加热条件下流体热对流稳定性问题进行试验研究.试验在较大的粒径比条件下进行,再现了固体边壁对流场的影响.这与由忽略惯性项所建立的方程组导出的结果有所不同.试验还表明自然对流稳定性与多孔介质层壁间的倾角有关.     

多孔介质声波传播

基于二维有限差分给出了Ｂｉｏｔ声波方程的一种数值解方法，模拟了声波在多孔介质中的传播，研究发现，骨架和粘滞性孔隙流体中，同时存在两种纵波，即快纵波和慢纵波，两种纵波骨架振动势流体相对骨架振动势函数相不同，幅度也不同，但具有相同的传播速度，粘滞性和渗透率主要影响能量传播，孔隙度和骨架弹性参数主要影响波速，慢纵波和界面波的存在是地震波能量损失的重要原因。     

多孔介质模型的三维重构方法

建立准确的多孔介质模型在微观渗流机理的研究中具有重要意义.为了更加方便准确地建立多孔介质模型,总结了多孔介质模型重构的物理实验方法和数值重构方法,通过重构方法的优缺点对比及适用性分析,优选出马尔可夫链-蒙特卡洛方法(MCMC).针对3种不同性质的多孔介质,采用MCMC方法分别对其进行了重构.结果表明,MCMC方法计算速度快,适用范围广泛,重构效果好.最后将MCMC方法扩展到三维空间,重构出三维多孔介质模型,为微观渗流机理的研究提供了一个模拟平台.     

基于分形理论的多孔介质渗透率的研究

多孔介质渗透率的准确确定是多孔介质传热传质研究的一个重要组成部分 ,而传统的 Taylor公式对于不均匀多孔介质的预测效果很不理想。为此 ,利用实际多孔介质剖面图 ,系统研究了颗粒粒径分布分形维数 b、多孔介质孔隙面积分布分形维数 d和孔隙谱维数 ds,在综合考虑了多孔介质孔隙比、颗粒粒径及孔隙连通性的基础上对 Taylor公式进行了改进和发展 ,所提出的新公式在实际预测中相当精确可靠 ,较好地克服了多孔介质复杂多变的几何结构的影响     

基于分形理论的饱和多孔介质电导率模型建立

多孔介质具有复杂的内部孔隙结构,其固体基质的组成成分、内部孔隙的几何形状及其赋存于内部孔隙的液体成分都对多孔介质的电导率有较大影响,因此很难对其导电特性进行准确表征。多孔介质内部孔隙的不规则性表现出极强的分形特性,其分形维数在一定程度上能反映多孔介质的内部微观结构特征,且分形几何理论已经被用于多孔介质输运特性的研究中。为进一步丰富多孔介质电导率模型,促进对微观物理结构如何影响其宏观电导性的理解,本文基于分形理论,以多孔介质微结构参数（孔隙度、孔隙分形维数和曲率分形维数）为基础,建立了多孔介质的电导率模型。以现有试验数据为基础,对推导电导率模型的正确性进行验证,结果表明,两者具有较高的一致性,说明该电导率模型的正确性和有效性。     

多孔介质反应器的数值模拟

利用专业的多物理场耦合软件(COSMOL Multiphysics)对多孔介质反应器模型内的不可压缩流场进行了仿真模拟,计算过程中采用软件中的自由和多孔介质流动和稀物质的传递内置模块,得到了多孔介质反应器内中各组分的浓度场﹑速度场及压力场分布。该模型验证了自由和多孔介质流体在固定床反应器中的耦合。利用后处理软件对计算结果进行分析,为其后期的工业开发提供了理论依据。     

刚性多孔介质回水过程传质特性的研究

回水现象是物料干燥的逆过程，本文综合应用对流传热体质理论、热质扩散理论及吸附与凝聚理论，对刚性多孔介质的回水机理进行了分析，建立了回水现象的数学模型，获得了回水传质过程的理论解，进而得到了刚性多孔介质回水过程的３个阶段和４个主要影响因素。     

微气泡对平板摩擦阻力影响的分析

由于微气泡减少平板摩擦阻力的准确机理不甚清楚 ,该文试图在这方面作一些研究 .对微气泡从平板的上、下表面引入时进行了计算 ,结果表明 :计算分析与前人的试验数据在定性上是一致的 .     

新型梁柱板柱组合结构(住宅)体系的抗震性能分析

本文采用SATWE结构分析软件对该体系不同类型结构方案的抗震性能进行了对比,探讨了该结构的动力特性和地震反应,对比了不同的剪力墙设置方案。研究表明,该体系的抗震性能介于框架结构和板柱结构之间,未设置剪力墙的该体系可用于设防烈度为7度的多层结构,添加剪力墙后可用于8度区的小高层建筑。通过2个1：15的对比模型的振动台试验,对该体系的抗震性能进行了进一步的分析与验证。     

平板的颤振参数研究

基于平板颤振理论 ,建立了颤振双参数优化模型 ;提出了搜索该优化模型最优解的混沌新方法 ,该方法利用混沌的内在随机性和遍历性来获得全局最优解 ;并详细给出了图解法和迫近法搜索优化模型最优解的步骤 .经算例验证 ,上述 3种方法计算简便 ,精度高 ,为平板颤振频率、颤振风速和折算风速等颤振参数的确定提供了新的有效途径 .混沌方法人为参与程度低 ,稳定性强 ,可以方便准确地绘出平板各种颤振参数的诺模图     

导体平板散射矩阵的计算

该文应用物理光学法及边缘绕射理论的增量长度绕射系数法，对有限大小矩形平板在任意入射波、任意空间场点处的散射矩阵进行推导，得到计算平板散射矩阵的简单公式，数值计算结果表明，此公式精确可靠。结果对掠入射时的雷达目标识别具有参考意义，该方法可以推广到计算任意边缘形状平板的散射矩阵。     

平板紊流边界层探讨

本文是笔者已发表的“管中紊流新探索”一文的继续，笔者用该文提出的关于脉动切应力的假设，求解平板紊流边界层问题，给出了计算边界层厚度、位移厚度、动量厚度和能量厚度的公式和表格，所得的绕平板的阻力系数，无论在紊流水力光滑区，或是在紊流水力粗糙区，全与现有实验成果非常符合，对从水力光滑到水力粗糙的过渡区，本文提供的算法是首创．     

某扁平砖拱建筑的抗震加固

针对某扁平砖拱房屋的抗震构造不足等问题,制定了详细的抗震加固方案,该方案采用混凝土湿法作业,简单易行,大大提高了结构的抗震承载力,可满足现行规范的要求。     

线光源平板降膜光催化反应器表面光辐照度分布的研究

采用简化的线性光源球面辐射模型,导出了线光源平板降膜光催化反应器液膜表面光辐照度和辐射能通量的计算公式。对表面光辐照度和辐射能通量进行了无因次化理论分析,在反应器面积一定的情况下,计算了不同线光源长度、灯距和反应器长宽比等因素影响下液膜表面的光辐照度分布和光利用率。结果表明:在线光源和平板反应器的诸参变量中,灯距是最敏感的参变量,逐步增大灯距可使光辐照度分布趋于均匀,但光利用率却随之迅速下降,因此需权衡利弊确定合适灯距。比较了实验条件下反应器中部和边缘液膜表面紫外线灯管照射下的光辐照度测量值和光辐照度理论计算值,二者基本相符。     

平板层流边界层的最佳近似速度分布

通过对平板边界层微分方程精确解和平板边界层积分方程近似解的对比,对于零攻角平板层流边界层推出满足四个基本边界条件的最佳近似速度分布多项式,其对应的摩擦阻力计算公式,与精确解完全相同。同时,最佳近似速度分布多项式对应的曲线与精确解的速度分布曲线吻合最好。     

预应力碳纤维板圆齿纹平板锚具锚固性能试验研究

采用自主研发的足尺张拉、锚固预应力碳纤维板锚固性能试验装置,对3组预应力碳纤维板圆齿纹平板锚具试件进行了锚固性能试验,测试了碳纤维板应变和预应力损失。结果表明:合理设计的预应力碳纤维板圆齿纹平板锚具,可靠锚固碳纤维板的拉伸应变达极限应变的50%,预应力锚固损失小于规范规定计算值,能够满足实际加固工程的锚固要求。     

薄平板气动导数的数值计算

用基于一般曲线坐标系和交错网格的差分法求解原始变量二维不可压粘性流体的Ｎ－Ｓ方程,计算了宽高比为２２．５、两端圆滑的薄平板的气动导数．将薄平板当作刚性物体,首先分别计算物体做竖向强迫振动和扭转强迫振动的气动力,雷诺数取为１０５,物体运动和气流的耦合作用用动网格法考虑,Ｎ－Ｓ方程用二阶投影法和多重网格法求解．然后用最小二乘法确定Ｓｉｍｉｕ和Ｓｃａｎｌａｎ给出的气动力表达式中的８个气动导数．绝大部分气动导数的计算结果和Ｔｈｅｏｄｏｒｓｅｎ的理论值及实验值都十分吻合