流体绕多个钝体不稳定分离流动数值仿真

采用离散涡方法对绕多个钝体不稳定、分离流动进行了数值仿真。数值试验结果表明，在来流对称的条件下，绕双圆柱流动是双稳态的，这和实验是一致的。绕多个钝体的流动更为复杂，前排对后排的流动存在很大的影响，尤其在前排不仅是一个物体的情况下。计算中还包括了物体的不同截面形状。这些计算结果将有助于各种换热器、海洋平台、建筑群布置等正确设计，改变以往仅按平均、稳定流动的设计。     

多孔体通道内流动特性实验研究

对低Re数下装有统花丝内插物的管道流动特性进行了实验研究．拍摄了流型照片，对其强化换热机理进行了分析，这种强化换热方法可有效降低临界Re数．     

膏体推进剂在热管道内流动的建模与仿真

为研究膏体推进剂供给管道受热后对推进剂的热稳定性及流动性能的影响,针对膏体推进剂在热管道内的流动情况,结合不可压缩N-S方程及幂律本构关系进行建模与仿真,获得膏体推进剂在热管道内的流动特性,分析了其流动时的受热状况.仿真结果表明:膏体推进剂在热管道内的流速比在普通(绝热)管道快,并且管径和入口速度越小,流速增大越明显;近壁面膏体推进剂加热层厚度随着流速的增大而减小,随管径的增大而增大.     

旋转矩形通道内湍流流动与换热的直接数值模拟

对旋转矩形通道内的湍流流动和换热进行了直接数值模拟.非稳态N-S方程的空间离散采用二阶中心差分法,时间推进采用二阶显式Adams-Bashforth格式.分析了旋转对通道截面上主流平均速度、截面流速以及截面平均温度的影响,结果表明:在不考虑离心力的作用时,随旋转数的增大,管道截面的平均速度减小,平均湍动能减小,与静止时相比,旋转数为1.5时平均湍动能减小了33%;在考虑离心力的影响时,对于径向旋转轴向出流,平均速度增大,平均湍动能增大,而对于径向旋转轴向入流,结果相反.在旋转数为1.5时,与不考虑浮升力相比,对于径向旋转轴向出流,平均湍动能增大了17%,而对于径向旋转轴向入流,平均湍动能减小了43%.     

蜂窝体催化燃烧反应器中流动特性的数值模拟

研究了伴有反应条件下蜂窝体催化反应器的流动性能。建立了包括流动、传热和传质的反应器模型,使用有限体积法求解模型方程组,基于模拟结果分析了进口浓度、进口温度、进口流速、反应活性等操作参数对流动性能的影响,结果表明通道内速度分布仍为抛物线型;对压降的模拟结果与哈根泊谡叶方程的计算结果的比较表明,后者用于反应器压降设计偏差较大,文中分析了产生偏差的主要原因.     

浸没式光刻机内薄边界浸液流动的仿真分析

硅片扫描速度的不断提升是45nm以下浸没式光刻的发展趋势,由此带来的液体泄漏问题日益凸显. 降低液体边界厚度可有效提高抑制泄漏的表面张力,却改变了传统浸液流场的应力分布及流动规律. 基于计算流体动力学方法,建立浸液流场的三维数值模型,在液体下界面的硅片处于高速扫描状态下,研究薄边界浸液流动的压力特征及液体更新效率,相关结果与已有试验吻合性好. 研究结果显示,边界厚度取0.3~0.5mm时可取得最佳的抗泄漏效果,同时硅片沿压差流方向运动时边界压力最小且液体更新稳定,研究结果对增强光刻过程的可靠性和密封性提供了参考依据.     

环形套管内非牛顿流体非定常旋转流动变分解析法研究

采用变分解析法即Kantorovich变分方法,研究了环形套管内上随体Maxwell非牛顿流体由一类定常流动状态向另一类定常流动状态的非定常旋转流动的速度场分布,把该问题的高阶偏微分方程的边、初值问题降阶化为低阶的各级近似的常微分方程问题,并给出解析答案,其结果与差分结果较为一致.     

环形套管内非牛顿流体非定常旋转流动谱方法研究

采用在区间［1,m］上的Chebbyshev多项式为基底的谱方法,研究了环形套管内上随体Maxwell非牛顿流体由一类定常流动状态向另一类定常流动状态的非定常旋转流动的速度场分布,把该问题的高阶偏微分方程的边、初值问题降阶化为低阶的各级近似的常微分方程问题,并该出解析答案,其结果与差分结果较为一致     

聚合物熔体在曲线型异型材挤出口模内三维粘弹流动数值模拟

利用罚函数有限元法,采用PTT粘弹本构模型,对聚合物熔体在C形和Y形截面异型材挤出口模内的三维粘弹流动进行了数值模拟。在相同挤出流量下,得到了口模内不同截面上的速度和应力分布。对模拟结果的分析表明：异型流道中存在的突出棱角会使局部流道截面的有效流动面积减小,产生收敛效应,收敛角越大,收敛效应越强。因而要保证熔体稳定流动,过渡区与成型区流线必须平滑连接;异型流道中不同的部位熔体所受的剪切和拉伸应力都有所不同,熔体受力历史差异可能导致制品质地不均匀,挤出口模设计中必须考虑熔体受力史。     

基于群体平衡原理的双流体模型在液氮流动沸腾数值计算中的应用

将双流体模型与群体平衡原理耦合为一套新的双流体模型,并建立适当的封闭方程及边界条件,该模型以传统双流体为基础,纳入了群体平衡原理及MUSIG模型,并考虑了碰撞、聚合、相变等因素对汽泡直径及数量密度的影响.通过结合适当的封闭方程及边界条件,该模型能够在更广的范围内对两相流参数的多维分布和变化进行有效预测,为液氮流动沸腾的数值模拟提供了必要的理论基础.     

侧喷加热铝材退火炉内流场与温度场数值模拟

采用热传导模拟实验研究铝卷层与层之间接触热阻对铝材退火的影响。根据实验结果分析,改变现有径向加热铝材退火炉内循环空气的流动方向,采用轴向对流换热方式,设计侧喷加热铝材退火炉,建立侧喷加热铝材退火炉三维仿真模型。利用CFD软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型,对侧喷加热铝材退火炉内气体流动和传热问题进行数值模拟研究。研究结果表明:与径向传热方式相比,轴向传热方式退火速度快,铝卷芯部与外部表面之间的温差小;侧喷加热铝材退火炉内气体流动顺畅,对流换热均匀,炉温温差控制在-1～1K,满足退火工艺对炉温均匀性的要求。     

阳极焙烧炉火道燃烧过程模拟

对阳极焙烧炉的燃烧过程进行了数值模拟。讨论了炉内温度场、流动场和各组分浓度场的分布规律，分析了这些因素对碳阳极焙烧质量的影响。温度场的分布是影响碳阳极生产质量的关键因素。计算结果表明，在设计阳极焙烧炉结构时应充分考虑烟道中隔板对气流分布的影响。     

金属熔池往复搅拌流场中气泡运动特性数值模拟研究

应用基于体跟踪的VOF方法对金属熔池往复搅拌流场中单个气泡的运动及变形特征进行了数值模拟研究.分析了搅拌流场的往复运动频率、气泡初始尺寸、表面张力以及奥托斯数Eo和莫顿数Mo等因素对气泡运动与变形的影响.数值模拟结果表明,气泡上升轨迹与气泡直径、流场平动频率及Mo有关,气泡直径越大,其螺旋上升趋势越强;在分析范围内,平...     

电磁力驱动载流金属熔体内速度的差分计算

针对电磁场对熔融流体的作用特性,采用差分方法和人工可压缩法,研究了电磁场对熔融流体速度的控制作用.结果表明:得到了一个控制液流流动的最佳时间段.在此时间段内载流熔液受交流磁场作用时熔体有很好的稳定状态,抑制液流流动的效果最佳,而加稳恒磁场和无磁场作用则无此特性.另外,电磁场可以很好地控制熔融流体的流动性,可以对载流熔体流动起促进或抑制作用,选择的金属物理属性、电磁参数、时间历程等因素都会对熔体的流动速度产生影响.该成果可用在电磁冶金工业中施加电磁场以控制金属熔体流速的目的,具有一定的指导意义和参考价值.     

电磁感应定律的相关问题的讨论

围绕电磁感应定律讨论两个问题,第一论证了感应电动势等于感生电动势与动生电动势之和是实验结论;第二阐述了依据动生电动势产生的原因,将动生电动势分为三种类型;并且通过实例进行了相关的讨论。     

电磁感应定律中的难点分析与处理

讨论了磁通量、磁通量变化、磁通量变化率等物理概念的区别 ,分析了感应电动势与磁通量变化率的关系 .     

论“单极感应”电磁现象所蕴藏的物理规律

依据“单极感应”及传统电磁感应实验等电磁现象和变化磁场性质的研究，揭示了电磁理论存在历史困难的根源。指出电磁感应现象所反映的两类物理过程及其特性，阐明建立宏观电磁理论时引入理论空间概念的必要性；在论证电磁感应的根本原因是导体与磁场的相对运动后，提出以导体系空间运动场矢量的变化率来表达电磁感应的物理规律，如此可解决电磁理论的历史困难并能包含洛伦兹力解释；设立电磁定理，涵盖了毕奥-萨伐尔定律；最终得到具有新意的电磁场方程组。     

电磁感应摆的实验研究

介绍电磁感应摆的工作原理和应用内容。阐述将其开设成为设计性研究性实验项目的思路，并对设计和研究实验内容进行了实例介绍，说明用电磁感应摆做研究性实验的良好效果。     

LF精炼炉盖内惰性气氛的流动模拟

采用耦合数值求解的方法,计算并分析了LF精炼炉盖内气体流动的速度分布状态以及液面附近惰性气体氩(Ar)的流动行为和分布.结果表明:露弧加热期和埋弧加热期炉盖的合理抽气压力分别为-200～-250 Pa和-120 Pa;底吹氩气量过小不能在液面上部弥散,而增大到20～50 m3·h-1,在液面附近弥散且流动分布状态相似,有利于液面附近惰性气氛的保持;液面距钢包上边缘的距离增大,氩气在液面上部回旋的区域扩大,可防止钢液增[N]或[O].     

磁力金属带传动主要性能参数的数值模拟

对新型磁力金属带传动的主要性能参数 ,如有效牵引力、传动比及弹性滑动率等进行了分析和数值模拟 ,揭示了这些参数是随磁感应强度、围包角及初张力而变化的规律 .由于电磁力的作用 ,其有效牵引力较普通带传动可提高 4～ 6倍 ,传动比可提高 3～ 4倍 ,而弹性滑动率仅为 0 .0 2 %～ 0 .0 5 % ,因而传动准确 ,效率高 ,传动性能也可得到较大程度的改善 .图 6 ,参 7