进出流边界条件对二维后台阶流动影响的研究

用有限元方法对不可压缩流体沿二维后台阶流动的流函数－涡量式进行数值计算。讨论了进出流边界条件的改变对流动所产生的影响,证明不仅出流边界条件对后台阶流动进行正确模拟有影响,而且进流边界条件对后台阶流动进行正确模拟的影响更大。     

不可压缩流的晶格玻耳兹曼模型的讨论

从分析研究“计算流体动力学”(CFD)的有关实验数据出发，讨论不可压缩流的晶格玻耳兹曼模型．内容包括：不可压缩流的Navier-Stokes方程、稳定流(Poiseuille流)、不稳定流(Womersley流)．     

考虑固壁作用力的微可压缩流体纳微米圆管流动分析

针对流体在纳微米尺度下的流体流动规律不符合泊肃叶规律的理论依据不足的难题,研究了纳微米圆管中流体的流动,将流体的微可压缩和固壁对流体的作用同时考虑进来,并将固壁对流体的作用采用固壁作用力的形式引入到流体力学方程,采用涡函数流函数将方程解耦,并用正则摄动法求得一阶精度的压力和速度的解析解.结果发现:固壁作用力导致零阶径向压力的出现,一阶压力的增强和一阶速度的降低;量纲一的体积流量偏离了不可压缩流体的体积流量,偏离效应受流体的微可压缩性和固壁作用力的共同影响.体积流量在同尺度下偏离泊肃叶流动的流量大小随着可压缩系数和流体中和壁面产生作用的离子浓度增大而增大,随着纳微米圆管管径减小而增大,纳微米圆管管径低于某一尺寸时,流体将不能流动.通过研究表明:纳微米尺度下产生微尺度效应的原因是流体的微可压缩性和壁面力的共同影响.     

可压缩流体工作介质情况下轴向柱塞泵配流盘设计

以可压缩流体为工作介质,对轴向柱塞泵配流盘进行了优化设计,即根据油液含气量的变化,合理计算配流盘的结构尺寸.利用Matlab进行仿真研究,证明了采用该设计方法可以基本消除变工况调节时由于配流压差冲击和气蚀而产生的配流噪声.     

椭圆柱绕流的相关问题研究

研究无粘性不可压缩流体绕过椭圆柱时在椭圆柱附近的流动情况.利用儒可夫斯基变换根据复变方法得到45°冲角下椭圆柱绕流的复势函数;给出45°冲角下椭圆柱绕流的速度势函数和流函数并画出45°冲角下的流线图和压强系数图.根据流线图、压强系数图分析了椭圆柱表面的速度和压强分布情况.当椭圆的尺度参数取极限值时,所得结果可以退化为平...     

基于弱可压缩方法的水中声流数值分析

为研究水中的非线性声波传播问题,本文主要开展了基于弱可压缩方程的理论分析及水中声波动及声流模拟工作。首先,采用正压流体的密度与压力函数,结合粘性流体动力学方程,对方程组采用特征变量的波动分析,证明了该方程能描述水中的涡旋和声波传递。然后,本文结合时空守恒元解元算法求解该方程组,并对一些典型气动声学问题进行了计算和对比研究：通过计算分析了二维顶盖半圆腔驱动流,本文计算结果与其他研究结论进行对比分析,证实了该方法可以准确模拟出流体的粘性;通过对平面声波在不同粘性流体中传播进行了数值模拟,声波衰减趋势与理论解完全一致;最后,本文还通过对Rayleigh声流问题进行非定常数值模拟,得到的模拟结果与其他研究学者结论完全一致。这说明,采用二维弱可压缩方程组及时空守恒元解元方法,能够模拟水中的声波传播及耗散过程。     

粘性和粘弹性流体的势流

本书是《剑桥航空和航天》系列丛书第21卷。本书论述势流如何进入粘性和粘弹性流体运动的一般理论中。传统上，势流理论表述为无粘流体的势流研究对象，当流体是不可压缩时，这种流体被称为”理想的”流体，这种表述形式甚为广泛，它可以在流体力学的每一本书和所有大学教程中找到，但是，这是错误的。在势（无旋转）流中，把流体的粘性设为零是没有必要的，也是没有用的。有非零粘性流体的势流无量纲描述与雷诺数有关，无粘性流体的势流理论将雷诺数提高到无限大，而该书介绍的理论阐述在有限和非常小的雷诺数情况下的势流理论。     

三维方管中柱体可压绕流的大涡模拟

该文利用大涡模拟,对可压缩流体绕经安装在方管底部的长方体和矩形体的绕流现象进行了三维数值模拟.模拟结果显示了流体绕经障碍物后各涡的形成和耗散过程. 分析了不同Re时柱体绕流流场的结构.发现长方体壁面上的各个涡在小雷诺数时基本稳定,在大雷诺数时涡容易脱落,流场呈现复杂的湍流结构.通过改变柱体障碍物的高度,得到了绕流流场在不同阻塞比下的结构变化,发现湍流现象随着阻塞比的增大而增强.     

球间隙区域上磁流体动力学方程的流函数形式

讨论了球间隙区域上磁流体边界条件的齐次化．在假定两同心旋转球间隙区域上磁流体的流速是轴对称的情形下，引入流函数，利用张量的方法，获得了满足齐次化边界条件的、描述两同心旋转球间不可压缩磁流体方程组的流函数形式．该流函数形式为研究两同心旋转球间隙区域上不可压缩磁流体的稳定性及动力学行为提供了重要的理论基础，使得利用谱逼近及数值研究磁流体的稳定性和动力学行为成为可能．     

基于OpenFOAM的旋转弯曲通道内流动的数值模拟

离心式叶轮机械的叶轮通道内的流体流动受到旋转效应与曲率影响而产生强烈的二次流现象.二次流是叶轮通道内流动损失的一个原因,对离心叶轮机械的性能产生不利的影响.应用开源CFD软件OpenFOAM对旋转情况下的90°弯曲通道内的不可压缩流体流场进行三维黏性数值模拟.研究了弯曲通道在不同转速下哥氏力与离心力共同作用对主流速度、二次流及压力特性的影响规律.结果表明:与静止通道相比,旋转产生的哥氏力在弯曲管段形成不对称的二次流,使通道内涡结构变得复杂;甚至在较高转速下二次流方向发生反向.     

糖膏非牛顿型流体特性对煮制过程影响的探讨

应用非牛顿型流体剪应力方程，建立糖膏在间歇式结晶罐中的流体力学模型。经与前人的模型比较，初步揭示了糖膏作为非牛顿型流体时对其流运过程的影响。     

国外清洁压裂液的研究进展

粘弹性表面活性剂(VES) 基压裂液(又称为清洁压裂液(ClearFRAC) ) 的使用改变了传统聚合物压裂液对支撑剂的输送方式,可以消除残余聚合物对支撑剂充填层的堵塞,并能提高充填层的导流能力。总结和回顾了目前国内现有的压裂液体系及存在的问题,对国外清洁压裂液的研究状况、理论基础、研究进展及井场应用情况进行了综述。井场应用结果及与瓜胶压裂液体系组分对比表明:清洁压裂液性能优于聚合物压裂液,具有高效、低伤害、配制简单的特点。最后对目前我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议。     

点状胶液接触式转移机理的流体动力学模型

针对接触式点状胶液分配过程，按照分4个阶段研究胶液转移过程的观点，建立了非牛顿流体肢液从针头挤出、与基板粘附、胶液分离过程的流体动力学模型。研究结果表明：该模型可以用于研究布胶高度、胶液的表面张力与接触角、针头端部结构特征、针头运动特性等重要参数对胶液转移过程和胶滴尺寸与形状的影响，探讨胶液分配高度与挤胶工艺参数之间的匹配规律，分析接触式胶液分配过程点状胶液分离与胶滴形成的动态演变机制。     

空气泡沫流体垂直管注入特征实验研究

基于空气泡沫驱现场操作中注入参数设计的理论依据不足进行研究,首先设计了垂直管泡沫注入模拟实验装置,实验装置考虑了不同管径对泡沫流体剪切的影响,着重观测了泡沫流体沿程压力变化规律,结果表明泡沫流体垂直管注入流动中泡沫流体符合假塑性幂律模式,在剪切速率在0 s-1~1.3 s-1的时候,随着剪切速率的增加,剪切应力在不断增加;剪切速率超过1.3 s-1后,剪切应力增加趋势不再明显,依据此结论可以进行泡沫流体注入参数设计。     

龙门山中段推覆体内流体包裹体特征

采用流体包裹体研究和地质研究相结合的方法 ,研究了龙门山茂汶推覆体和彭灌推覆体内流体特征 ,讨论了盆山间流体的温度、盐度变化规律和流体可能的流动方向。研究表明推覆体内流体的均一温度为 1 0 1 .9～ 2 2 6℃ ,压力为 1 3 .5～ 1 8.0 MPa,密度为 0 .91～ 1 .1 4g/cm3。从茂汶推覆体至彭灌推覆体 ,流体的盐度具有增高、温度总体有降低特征 ;靠近造山带一侧的盆地内流体 ,其盐度和温度明显低于造山带内推覆体中的流体。在推覆体内部 ,从推覆体前锋到主滑面流体的均一温度逐渐降低。断层是流体运移的主要通道 ,盆山间流体有运移和热交换 ,盆地流体有可能通过滑动面被带入造山带内部。     

泡沫压裂液的两相欧拉颗粒流数值模拟

从两相流的角度出发，将泡沫压裂液的气相处理成气泡相并建立两相欧拉颗粒流模型来研究泡沫压裂液的流变性．研究发现：气泡尺寸随剪切速率增加而减小是泡沫压裂液呈剪切稀化的重要原因，泡沫压裂液的黏度及非牛顿流体性质主要由气泡相黏度产生；气泡间的摩擦和碰撞是泡沫压裂液黏度急剧上升的主要因素，摩擦产生的黏度在高气相体积分数时占主要地位；两相之间基本没有相间滑移速度存在，两相的湍流脉动动能随气相体积分数的增加而增加，管壁附近的湍流脉动动能最大；有效黏度的模拟值与实验结果基本吻合，但模拟值稍微偏大，这可能是因为实际泡沫压裂液中的气泡在剪切场中发生了破碎和变形．但是，该两相流模型不能用于气相体积分数大于65％以上的泡沫压裂液．     

甲酸钾钻井液技术现场应用

甲酸钾是国外90年代末用于钻井完井液的新型添加剂,成功地用于高密度钻井完井液体系中,具有强抑制、配伍性好、环境保护、油层保护等突出优点。着重介绍了甲酸钾在新疆克拉玛依莫北005区块MB5001井的现场使用情况,并对其钻井液技术进行了总结。现场应用结果表明,甲酸钾抑制粘土水化分散膨胀能力强,控制坂含低,返出的钻屑呈小圆粒状,内部呈干性,钻井液不糊振动筛,不跑浆,具有抑制性强、失水造壁性好、润滑性好、机械钻速快、成本低、经济效益显著等特点。     

泡沫压裂液在裂缝内的层流流动

泡沫流体流变模式的研究表明幂律模式和H-B模式的层流流动完全能满足泡沫压裂液的实际流动.对于宽度相比于长度和高度来说相当小的裂缝,可以将其内部泡沫压裂液的流动简化为无限大平行平板的流动.本文将分别以幂律模式和H-B模式来分析不同流变模式对流动的影响.     

圣湖能源Moriche稠油油田提高产量关键技术研究

针对哥伦比亚圣湖能源油田浅层稠油开采的工艺技术存在的问题,提出了提高采收率的几项关键技术,为应用于水敏性强的浅层稠油开发需要。为此在稠油开采过程中的几个关键环节进行了室内评价研究。通过对国内稠油开发的关键技术进行对比分析,探索出了圣湖能源Moriche油田浅层稠油油藏开发的几项关键技术,对该油田稠油开发过程中产量和采收率的提高有极大的作用。