旋流泵中颗粒运动方程的探讨

实验发现旋流泵叶轮在无叶腔的位置对泵特性影响较大,为了确定旋流泵中叶轮的最佳安放位置,分析颗粒在泵中的运动轨迹是必要的.将两相流运动受力分析的知识运用到常见的颗粒在旋流泵受力分析中,并将旋流泵中具体颗粒的大小、密度等数据代入到各个受力的表达式中进行量级比较,在忽略小量的前提下推导出颗粒的运动方程.提出对颗粒通过位移与时间的关系将其时间差分转换为空间差分和流体采用耦合求解的数值方法,从而为最终数值求解大颗粒在旋流泵中的运动轨迹建立合适的数学模型.     

浮选过程的拓展及超重力油浮过程的分析

基于被去除颗粒和浮选剂的特性，对浮选过程进行了拓展，提出了更新、更全面的浮选概念，并着重分析了超重力油浮过程，其中包括油滴和固体颗粒在超重力场(旋流场)中的径向和切向碰撞吸附过程，得出了切向剪切应力与入口雷诺数的关系式，为有效控制调整超重力油浮过程中旋流器剪切应力提供了理论依据．     

从叶轮盖板侧泵腔中的粘滞流动分析离心泵轴向力

本文分析了单吸离心泵轴向力估算方法中将叶轮盖板侧泵腔中流体运动简化为理想流体运动存在的缺陷．指出要比较准确地估算轴向力,必须将流体在泵腔中的流动视为粘滞流动,并尝试用Navier-Stokes方程求解．进而推导出该方程的一种初级近似解．籍此可准确计算轴向力．     

水涡轮机械流场中的颗粒运动

从流体力学的基本理论出发，分析了固体颗粒在任意流场中的受力，导出了该流场中稀疏固体颗粒的运动方程，同时导出了固体颗粒在柱坐标系下的水涡轮机械流场中的运动控制微分方程式，给出了求解颗粒运动的数值计算方法，并求解了固体颗粒在一混流式水轮机转轮流场中的运动轨迹。     

用Lagrange方法分析颗粒在湍流场中的运动

用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法推导了固体小颗粒在湍流场中无因次运动方程，给出了该方程的一个线性微分方程形式。求解了颗粒在湍流场中的湍流运动特性，包括颗粒的能量频谱，颗粒速度方均值，Ｌａｇｒａｎｇｅ相关函数及颗粒的湍流扩散，同时给出了颗粒线性微分运动方程的通解。     

用Lagrange方法分析颗粒在湍流场中的运动

用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法推导了固体小颗粒在湍流场中的无因次运动方程，给出了该方程的一个线性微分方程形式。求解了颗粒在湍流场中的湍流运动特性，包括颗粒的能量频谱、颗粒速度方均值、Ｌａｇｒａｎｇｅ相关函数及颗粒的湍流扩散，同时给出了颗粒线性微分运动方程的通解。     

不同密度流体场中稀疏颗粒运动的数值分析

推导了流体场中稀疏固体颗粒运动微分方程的三维数值解法。并以固体颗粒的自由沉降为例,采用无量纲微分方程,数值分析了固体颗粒在水中和在空气中的运动规律,重点探讨了Basset力在不同密度流体场中的贡献,结果表明颗粒在水中运动时,Basset力和曳力在同一数量级;而颗粒在空气中运动时,可以忽略Basset力的作用,在研究江水源热泵时,分析泥沙在水中的流动,需要考虑Basset力的作用。     

旋风分离器分离空间流场的理论分析

针对旋风分离器内流场特点,运用代数涡粘模式,给出了描述分离器内流体运动的简化方程.用假设轴向或径向速度分布函数形式的方法,求得了与测量结果较为一致的三维速度半理论解.边壁速度和内外旋流分界面位置分别用入口收缩系数和最小压降原理确定.分析了湍流特征尺度--普朗特混合长度和柯莫格罗夫尺度的分布规律.结果表明,湍流特征尺度的理论计算结果与实验结果吻合较好.     

考虑薄膜力影响的浮板水弹性频域分析方法

提供了一种考虑薄膜力影响的海上浮动平板的水弹性频域分析方法。在线性假定下利用格林函数法求解浮动平板所受的波浪作用力和在水中运动的附加水动力系数。根据板的大挠度理论，考虑板内的薄膜力，建立了波浪中运动平板的水弹性运动方程。在求解了由一阶波浪力引起的板的一阶位移后，通过对与该位移有关的薄膜力引起的非线性力的频率分析，介绍了由薄膜力引起的非线性位移的求解方法。     

湿蒸气汽轮机除湿级去湿性能的数值计算

采用了解压力耦合方程的半隐式方法数值求解湿蒸气汽轮机除湿级轴对称环形通道内可压缩粘性汽流控制方程组，得出考虑去湿槽口抽吸效应的旋流流场；在所得蒸汽流场基础上数值求解水滴运动微分方程，确定水滴运动规律及沉积特性。文中根据某一湿蒸气汽轮机除湿级的计算结果分析了静叶气流出口角、水滴直径、环形通道长度及汽流初始径向分速等参数对级的去湿性能的影响，并提出了关于除湿级结构设计的若干建议。     

低浓度固液两相流颗粒相本构关系的动理学分析

固液两相流的动理学理论认为固体颗粒相可用Boltzmann方程描述。从流场中的颗粒受力分析出发 ,应用动理学的 Chapman- Enskog法 ,探讨了低浓度固液两相流下的 Boltzmann方程的二阶近似解和颗粒相本构关系。结果表明 ,尽管颗粒所受相间力与两相脉动速度有关 ,但在两相脉动速度近乎无关的极限条件下 ,颗粒速度分布函数和颗粒相本构关系与快速颗粒流的相同。这样的极限条件在含粗重颗粒的两相流中可以近似实现     

波浪流谱图与桩柱上波力的计算

本文利用实测的波浪流谱图,分析了实际的波面、水质点轨迹速度和加速度场,再根据实测的孤立桩柱上的波力过程线,正确地计算了波力系数C_d、C_m的历时过程线、平台或深水开敝码失上群桩总波力。     

考虑位置随机性的固体颗粒起动临界流速研究

水平井钻井、砾石充填及冲砂等作业都涉及到固液两相流动的固体颗粒起动问题。液流作用下颗粒的起动与其在床面上的沉没位置有关,沉没位置的随机性导致颗粒起动的随机性。引入颗粒无因次沉没度随机变量,将其概率密度视为均匀分布,考虑颗粒重力、水流推力、上举力、水柱静压力和粒间粘结力以及各力臂与沉没度的关系,通过力矩平衡分析,建立了考虑颗粒起动随机性的临界流速公式。结合无因次沉没度的概率分布函数,在临界流速与颗粒起动标准之间建立了定量关系,为一定颗粒起动标准下的临界流速计算提供了实用公式。用得出的公式进行了实例计算,并将计算结果与已有试验结果进行了对比,在0.001～10mm粒径范围内两者吻合较好。     

混流式水轮机进动过程中转轮上冠转动流体力矩研究

通过模型实验和基于整体流动模型的数值模拟研究了混流式水轮机进动过程中作用在转轮上冠的转动流体力矩的基本特性.模型实验中的转轮用一个圆盘来模拟,其上冠与后顶盖之间形成一个很小的轴向间隙.内向流由外部水泵供给.检验分析了间隙内泄漏流速、径向间隙进口处的预旋速度和轴向间隙宽度对流体力矩的影响.研究结果表明,进动流体力矩在很小的正向进动角速率比区间内对转轮的进动具有自激效应,并且进口处预旋速度对自激区间的影响显著.通过对转轮进动过程中流体所产生的转动力矩在转轮旋转和不旋转两种情况下的比较,得出了法向流体力矩在转轮只有进动没有旋转的情况下对转轮的进动没有自激效应.法向流体力矩对进动所产生的自激效应是由转轮转动所形成的漩涡流引起的.     

PDA测试浮选柱液-气两相流中气泡的流速分布

采用ＰＤＡ两相流测速技术,对ＬＨＪ浮选柱下导管内液－气两相流中气泡的流速进行了测定,获得了浮选柱内液气两相流中气泡沿径向和轴向的湍流速度分布规律。测试结果证实了ＬＨＪ浮选柱内形成泡沫流时,下导管内气泡运动处于强烈的脉动状态,该结果为揭示其矿化作用机理,建立数学模型及放大提供了理论依据。     

两相物质组成对泥石流固相流速特征的影响

固相颗粒流速是研究泥石流冲击力和防治结构荷载取值的关键问题。本文基于水槽模型试验,采用粒子图像测试技术提取了黏性泥石流表面固相颗粒流速,基于两相流模型探讨了浆体黏度、固相体积浓度与颗粒粒径对泥石流固相粗颗粒流速特征的影响。结果表明：泥石流龙头现象随浆体黏度与固相体积浓度增大而减弱;固液相相对运动随浆体黏度增加而减弱,大黏度与小粒径组合条件下消失;固相颗粒流速随浆体黏度与固相体积浓度呈正相关,与颗粒粒径呈负相关。两相物质组成影响固相颗粒间的摩擦力与/或碰撞力、浆体施加的粘滞阻力、拖曳力与虚拟质量力,其对流速的影响还需进一步深入研究。     

旋转物质二次引力场中粒子的运动

从二次引力场方程出发，在弱场条件下，给出了旋转物质的引力场，继而探讨粒子在旋转物质二次引力场中的运动。所得结果表明，二次引力场中Yukaws型力既影响实验粒子的径向加速度，又影响Lense-Thiming进动角速度。     

有中程力的旋转物质引力场及粒子的运动

本文从徐济仲提出的标量—张量引力场方程出发,在弱场的条件下,求得旋转物质的引力场,探讨中程力对引力场的贡献;并讨论有中程力的旋转物质引力场中粒子的运动。所得的结果表明,在一级近似下,中程力只影响试验粒子的径向加速度,而不影响Lense—Thirring进动角速度。     

水力旋流器流场径向速度分布规律研究

水力旋流器内部流体径向速度对其内部颗粒的径向运移有着重要的影响,它是固体颗粒径向运移受到阻力的重要原因,直接影响水力旋流器的最小分离粒度。针对水力旋流器内部流体径向速度分布规律基本上是沿旋流器半径成反比的观点,通过合理选择湍流模型,对水力流器内部流场进行数值模拟,得出旋流器径向速度的分布规律基本上是速度值沿着半径向里先逐渐增加,然后又逐渐降低,在气液界面处基本为零,并对这两种结论从理论上做了对比分析,认为标准k-ε湍流模型和Boussinesq假设均不适合水力旋流器流场。