超声场中空化泡对悬浮粒子微流的影响

对无界黏性液体中刚性粒子和空化泡间的相互作用进行理论分析,得到了悬浮粒子周围的微流分布。数值结果表明:空化泡和刚性粒子间的相互作用可以影响声流速度的大小和方向,尤其是悬浮粒子周围声流速度的切线分量。当θ1(以悬浮粒子中心为原点建立的球坐标系中的分量)从0到π变化时,悬浮粒子微流切向速度大小在θ1=π/2时趋于0;悬浮粒子周围声流速度的大小和方向与其处在介质中的相对位置密切相关。空化泡半径增大时,悬浮粒子周围微流速度增大,但是当空化泡和悬浮粒子间距离增加时,悬浮粒子周围声流速度变小。     

泡群内气泡振动特性分析

本文从均匀球状泡群内气泡非线性振动方程出发分析了驱动声压幅值、声波频率和液体环境对空化气泡振动特性的影响.数值分析结果表明:超声波驱动下的非线性振动气泡存在不稳定响应区,不稳定响应区主要分布在声波频率小于5 0 kHz的低频区和平衡半径小于1 0μm的微泡尺寸范围;平衡半径为3μm左右的空化微泡有较强的声响应能力和不稳定性,在特定的液体和声环境中,极易受到扰动生长为平衡半径更大的气泡;驱动声波频率一定的情况下,随着驱动声波压力的增加,气泡的非线性共振频率降低,声场中气泡的共振尺寸减小;平衡半径大的气泡空化阈值低,更容易引起空化效应.液体内溶解气体浓度影响空化进程以及空化声压阈值,溶解气体浓度越低空化阈值越高.     

关于一些Hermite-Fejer算子逼近度的注记

本文研究以Jacobi多项式的J_n(x)=sin(2n+1)/2θ/sinθ/2(x=cosθ,0≤θ≤π)的零点为基点的Hermite-Fejer插值过程H_(2n-1)(f,x).对于Lipα(0<α<1)类中函数,改进了[1]的结果:得到了H_(2n-1)(f,x)逼近有界变差函数的阶估计. 设函数f(x)∈C〔-1,1〕,x=cosθ(0≤θ≤π),J_n(x)是n阶Jacobi多项式,x_k=x_k~(n)=cosθk=cos(2kπ)/(2n+1)(k=1,2,…,n)是J_n(x)的零点,以{x_1,x_2,…,x_n}为基点的Hermite-Fejer插值算子是(见文〔1〕(4))     

缺项整函数的奇异方向的分布

本文着重讨论缺项整函数的Julia方向和Borel方向的分布,并获致以下两个有趣的结果。定理1.设f(Z)=∑C_nZ~(λn)为一整函数,且满足缺项条件:■ (A)则对于任一条从原点出发的半直线J:arg z=θ_0(0≤θ_0<2π),或者J:arg z=θ_0为f(z)的Julia方向;或者存在正数ε(θ_0),使得■ (B) 定理2.设f(z)=∑C_nZ~(λn)为一满足缺项条件(A)的正规增长整函数。若f(z)的级λ为正数或无穷大,则对于任一条从原点出发的半直线B:arg z=θ_0(0≤θ_0<2π),或者B:arg z=θ_0为f(z)的Borel方向;或者存在一正数ε(θ_0)及集合E满足lim mes(E(z;|z|≥r))=0,使得■ (C)     

声空化泡动力学及其测量

在评述当前声空化研究领域的最新进展基础上, 报道在声空化泡动力学理论和实验方面的研究结果. 首先, 考虑了实际非球对称声场驱动下的空化泡运动, 提出了一个非球形气泡动力学模型, 数值计算给出一种新的稳定的非球形振荡解. 然后, 设计了双路Mie散射系统, 对空化泡运动的球对称性进行了实验检测, 发现在低声压驱动的大气泡中存在明显的不同方向的非同步振荡. 作为一个推论, 得到了空化泡非球形振荡的证据. 并且完成了非球形振荡和驱动参数、液体参数的相关性测量, 具体参数包括驱动超声的幅度、频率, 液体的表面张力系数、黏度、含气量等. 最后, 介绍了数字移相频闪照明拍摄技术, 实现对稳态声空化泡的直接拍摄测量, 时间分辨率提升到20 ns, 相比已有的200 ns的时间分辨率, 提高了一个量级.     

静态声空化泡内外的质量交换

研究表明声空化泡内外存在着不可忽略的质量交换,但目前的研究主要针对激烈脉动型的声空化泡.本文利用驻波声场的Bjerkes力稳定悬浮非激烈脉动型声空化泡（静态声空化泡）来研究泡壁处气液间的质量交换特性.结合实验结果,我们分析了驱动声压、气体种类、液体的黏度、表面张力,饱和蒸汽压等因素对静态声空化泡内外质量交换特性的影响.同时,我们设计的实验系统也为气液传质特性测量提供了一种方法.     

关于整函数的Hayman方向存在性

本文证明在整函数的情况下,其Hayman方向的存在性,我们的结果如下: 定理1.设f(z)是零级超越整函数,则存在θ_0∈[0,2π),argz=θ_0,使得对于任意正数s>0,任意正整数k及任意两个有穷复数a,b(≠0),有:lim{n(r,θ_0,s,f=a)+n(r,θ_0,     

格子Boltzmann方法模拟空化泡溃灭和微气泡的初生

空化泡溃灭对近壁面的冲蚀是流体力学研究中的重点,新兴的格子Boltzmann方法能很好的从底层描述多相流问题.基于格子Boltzmann Shan-Chen模型,耦合了Carnahan-Starling状态方程和可精确得出外力项的精确差分法,利用无滑移反弹边界处理格式和压力边界条件,完整可视化的模拟了二维流场下单气泡在90°刚性壁面拐角处的溃灭泡形演化,并分析了流场内气泡的动力学行为.发现在特定的入口差压和气泡初始半径条件下,在大气泡的压缩过程中90°刚性壁面拐角处可诱导生成新微气泡,生成的新微气泡伴随着大气泡的进一步压缩而溃灭,溃灭释放的反弹压力冲蚀壁面.刚性壁面的阻滞作用对气泡的变形及溃灭影响很大,会减缓气泡的溃灭时间,抑制气泡振动,而且刚性壁面的阻滞效应整体上也是气泡初始半径R0、气泡泡心到刚性壁面的距离b和入口压力差ΔP等共同作用的结果.微气泡的生成表明刚性壁面夹角处的气泡溃灭会产生复杂的涡旋结构,涡旋可促进其他空化泡的形成.流场内涡旋流动特性应是研究空化效应的又一亮点.     

规整填料内鼓泡流动的二维CFD模拟

规整填料内鼓泡流动现象的研究对于开发新型气液传质与反应设备具有重要的指导作用。为此应用VOF（Volume of Fluid）多相流模型建立了描述规整填料内部鼓泡流动现象的二维模型,模型中考虑了影响气液两相流动的两个重要作用力：表面张力和气液相间作用力。模拟计算结果显示,气泡在上升过程中自身振荡,随着入口气速的增大,气泡形变程度增大,并且伴有气泡聚并现象发生。气泡上升过程中,气泡周围液体的速度增大,并且形成大小不同的旋涡结构,单点速度值的波动程度随气体入口速度的增大而增大。     

基于水力空化强化的ClO2脱硝研究

为提高湿法氧化脱硝的效率,提出了使用水力空化强化脱硝的方法.水力空化强化ClO_2脱硝的试验结果发现:使用水力空化反应器能够产生大量含有NO混合气的空化气泡,单个气泡的直径约为鼓泡脱硝试验产生气泡的1/37.4,大量空化气泡的产生极大扩展了气液接触面积;使用质量分数为1.0×10~(-6)的ClO_2进行水力空化脱硝,脱硝率超过90%以上的时间为90 s,而鼓泡脱硝则为0 s;提高ClO_2质量分数能够延长高效脱硝的时间,但同时会导致更多NO_2产生,脱硝率降低.该试验方法极大提高了湿法脱硝的效率.     

一类组合型三角插值多项式

构造了一个以{θ_k=kπ/(n+1)}n_k=1 为插值结点的f(θ)∈C₂π且为奇函数的组合型三角插值多项式算子S_n(f;r, θ)（r为自然数）. S_n(f;r,θ)对每个以2π为周期的奇连续函数都能在全实轴上一 致收敛到f(θ); 并且若f(θ)∈Cj₂π(0≤j≤r-1)是奇的, 则S_n(f;r, θ)对其收敛阶均达到最佳收敛阶.     

聚丙烯酰胺浆体旋转射流速度分布的实验研究

利用先进的粒子成像技术及实验系统研究了聚丙烯酰胺水溶液旋转射流的速度结构.实验结果表明,聚合物对旋转射流的速度分布有较大影响.旋转射流轴向速度的最大值仍位于射流轴线上,在喷距超过4倍喷嘴直径后出现轴向速度的自相似区域.径向速度分布比较复杂.在射流外部,流体向射流轴心方向流动;而在内部存在着径向速度为正值的核心体.旋转射流的切向速度分布相当于射流中存在一个旋转的涡核.涡核内部的切向速度随半径呈线性增加,涡核边界处的切向速度最大.喷距超过4倍喷嘴直径以后的涡核呈锥体状,并以35°锥角沿流向扩展,表现出速度的自相似性.切向速度随喷距的变化呈现出两个以喷距等于4倍喷嘴直径为界的线性降低阶段.     

具有最大亏量和的整函数及其它们的平均值

S.M.Shah和Herb,Silverman得到设f(z)是下级为有限的整函数,满足sum from a≠∞δ(a,f)=1.令M_o(r)=expT(r,f),M_3(r)={1/(2π)integral from n=0 to 2π|f(re~(iθ))|dθ}~(1/3),0相似文献   

钻井环空中赫巴流体内气泡的上升速度

气泡在钻井环空中的运动规律是井筒多相流的一个研究重点,气泡上升速度则是其中的一个关键参数。井筒 内各流型内气泡/气体上升速度的准确性很大程度上影响了井筒多相流描述的精确性。为此,按照含气率对环空流型 进行了划分,对各流型气泡的运动行为进行了分析。系统地总结分析了单气泡在无限流域中的滑脱速度及气泡纵横 比的计算方法。利用赫巴流变模式对气泡周围表观黏度进行了修正,通过实例对比分析单气泡在赫巴流体内滑脱 速度几个计算公式,认为Rodrigue 公式相对于Harmathy 公式来说是极大的提高,能适应不同形状的气泡,可作为泡状 流流域气泡滑脱速度计算的首选公式。通过对单气泡滑脱速度进行含气率、尺寸和井斜修正,得出了环空中各流型的 气体滑脱速度计算方法,过渡流型的气泡滑脱速度则采用线性处理,并对环空气泡滑脱速度随含气率变化关系进行了 实例分析。最终通过漂移流模型给出了计算环空气泡上升速度的方法。     

关于整函数的幅角分布

本文证明了下述定理: 设f(z)为超越整函数,则必存在一条从原点出发的半直线B:arg z=θ_0(0≤θ_0<2π),具有下述性质:若n(≥3)为任一正整数,α(≠0)、b为任意二有穷复数,则对任意正数δ,有:n(r,θ_0,ε,f′-af~n=b)=∞。     

流体动力空化的噪声特性及空化强度的测量

本文对Contraction-Divergence(收缩-扩张)流道产生的空化泡进行高速摄影观测和空化噪声测量.观测结果中发现随流速增加,气泡状态从离散的空化云变为连续的空化云;噪声谱逐渐从带有宽峰的谱变为连续谱.噪声谱中宽峰的中心频率和峰值都随流速变化而变化.在频率范围[0-50kHz]内对功率谱进行积分,积分值随流速增加迅速增加,可以表示空化的强度变化.实验证明,与声空化存在瞬态和稳态两种空化类似,也存在两种流体动力式空化.     

不同尺度水平并列气泡运动特性三维数值研究

本文基于Open FOAM开源代码建立了能描述气泡运动的三维气液两相流数学模型,对单个气泡及不同尺度大小的并列气泡在静水中上升的运动过程进行模拟.通过数值模拟进一步了解气泡形变特征以及射流产生与发展的真实物理过程,同时探究新增气泡的尺度效应对原单气泡的影响.结果表明,本模型能较精确地模拟气泡在水中的运动变化过程,适应于具有大密度比的复杂界面流的三维数值研究;气泡周围的速度场与涡量场有效地揭示了气泡射流的动力结构特点;对于能贯穿气泡上表面的射流,其速度在穿透气泡之前与气泡上升速度同时达到最大值;在单气泡周围一定范围内布置新的气泡,新增气泡的尺度越大,对原气泡流场结构影响越大,新增气泡尺度增大导致气泡射流向两气泡所处位置连线的中轴线方向发展.     

ρ级射线及其与Borel方向分布间的关系

设f(z)是ρ(0<ρ< ∞)级整函数。对某一固定的θ,若 lim_(r→∞)9log~ log~ |f(rei~θ)|)/logr=ρ则称 L_θ:argz=θ为f(z)的一条ρ级射线。ρ级射线充满的角域称为,f(z)的ρ级射线角城。我们得到如下的结果:1.f(z)至少存在一个ρ级射线角域,而每个角域的开度不小于π/ρ, 2.对每一θ,0≤θ<2π,有 lim_(r→∞)(log~ log~ |f(rei~θ)|)/logr= lim_(r→∞)(log~ log~ |f′(rei~θ)|)/logr。 3.f(z)的所有Borel方向必位于ρ级射线角域之内或边界上。设ρ为f(z)的ρ级射线角域的个数,q为它的Borel方向的个数。 4.若p<2ρ,则q≥p 1。 5.若p 1<2p,且q=p 1,则,f(z)的每二相邻的Borel方向间的夹角,除一个外,都等于π/ρ。     

关于整函数的幅角分布

本文证明了下述定理:设f(z)为超越整函数,则必存在一条从原点出发的半直线B:arg z=θ_0(0≤θ_0<2π),具有下述性质:若n(≥3)为任一正整数,α(≠0)、b为任意二有穷复数,则对任意正数ε,有:lim n(r,θ_0,ε,f′-af~n=b)=∞。     

非线性超声场中医用微泡的空化预测研究

以两种常见医用微泡的实验材料为计算参数,利用修正的Rayleigh-Plesset方程,对粘滞流体中不同半径的医用微泡在非线性超声波驱动下的空化行为进行了数值仿真.结果表明:一定驱动声频下,声压越大,医用微泡的空化概率越大,且向半径减小的方向移动,其空化概率受微泡材料参数影响也较大;同时,声作用周期个数越多,空化概率越大.当声作用周期个数增到一定数量时,其空化概率达到饱和.