环形流道变质量流动的静压分布模型

根据动量平衡原理对环形汉道内变质量流动进行一维分析,导出预测环形流道内变质量流动静压分布的计算表达式。预测结果与实验测量值平均相对偏差≤5％。结果表明,采用动量平衡原理对环形流道内变质量流动进步一维分析是适合的。     

有限流道内低雷诺数二维圆柱绕流数值模拟

为揭示尾迹流场特性及其演化规律,采用多块辐射型网格,以计算流体力学软件FLUENT为平台,对有限流道内低雷诺数二维圆柱绕流进行数值模拟,讨论压力速度耦合算法、压力离散格式和动量方程离散格式对模拟结果的影响。研究结果表明:动量方程离散格式对数值模拟误差的形成起主要作用,较佳数值模拟算法为SIMPLEC压力速度耦合、二阶压力离散和QUICK动量方程离散的组合。尾迹流场中静压在沿轴向2.6～12倍流道宽度范围内波动较显著;并且随着流速增大,轴向压降最大点越靠近圆柱,径向静压幅度变化越大。     

电站锅炉分配集箱静压分布参数的确定

借助分配集箱微元控制体动量方程中静压分布参数与动量交换系数的关系，及三通中直管局部阻力系数的表达式，推导出分配集箱静压分布参数的表达式．该表达式考虑了集箱结构尺寸和沿长度方向静压分布参数的不同，其计算结果与实验结果相符．应用该式可方便、准确地计算出分配集箱沿集箱长度方向的静压分布．     

轴径向床中二维流动的研究—Ⅲ.离心流动

在前文流体二维流动模型的基础上，考察了在流道静压均恒和限定流道时离心流动型轴径向床的流场，讨论了流道宽度和触媒封高度对调节流体分布的影响，并与向心流动轴径向床进行了比较。     

一种非静压的平面二维水动力学模型

将N—S方程中的压力分解为静压和动压并将水平动量方程沿水深积分,垂向动量方程则只考虑动压梯度项．求解过程分解为静压步和非静压步,采用有限差分法离散水平动量方程,基于Keller-box格式离散垂向动量方程,得到关于动压的泊松方程并采用稳定双共轭梯度法求解,最后根据动压更新流速和水位,建立了一种非静压的平面二维水动力学模型．利用孤波和规则波的算例验证了模型的有效性．     

环形分布器内气流静压分布规律的近似理论分析

在实验研究的基础上对环形分布器内气体变质量流动的静压分布规律进行了近似的理论分析。根据动量平衡原理建立了环形分布器内气体变质量流动的静压分布数学模型，模型参数由实验数据拟合，预测结果与测量值基本吻合。     

轴径向床中流体二维流动的研究——Ⅰ.流道静压均恒

在流道静压均恒下，应用连续性方程和Ergen方程描述了轴径向固定床中流体的二维流动，通过数值模拟，得出了二维流动的流场。计论了角媒封高和长径比对流场的影响，以流体停留时间相等为原则，得出了合理的触媒封高度。     

流道形状对PDC钻头头部流场影响的数值模拟

利用计算流体力学对两种不同流道形状的PDC钻头头部的三维流场进行了数值模拟.流场的网格划分采用混合网格形式,保证了计算精度和计算速度的要求.对两种钻头模拟结果表明,流道形状的改变对钻头流场存在较为明显的影响.通过对钻头表面和流场中截面的静压云图和速度矢量图的对比分析表明,改变了流道形状的钻头2的流场明显优于钻头1的流场,且模拟结果得到了实验的验证.     

轴径向床中二维流动的研究：II.限定流道

在前文的基础上，结合流体在分流，集流流道中的变质量流动，考察了集流流道单边控制作用下限定流道时向心型轴径向床的流场，讨论了流道宽度和解媒封高度对调节流体分布的影响，提出了评价轴径向床合理设计的准则。     

竖井型线演变及对泵装置水力性能的影响分析

为研究系列竖井型线的演变规律及其对贯流泵装置内流机理及运行稳定性的影响,在归纳分析竖井型线演变的基础上采用一维水力设计方法设计了4种型体的竖井流道.基于ANSYS CFX对4种不同竖井型体的贯流泵装置进行了三维湍流场的数值计算,定量分析了4种竖井流道的水力性能.引入无因次动量参数分析法对比分析了各竖井流道对泵装置运行稳定性的影响,流量系数K Q在0.317—0.634范围内各方案的泵装置动量参数均随流量系数增大而减小,4种竖井流道对泵装置运行稳定性的影响差异性很小.提出了泵装置多工况性能加权评价指标(M.P.I)定量分析了不同竖井流道对多工况运行时泵装置综合水力性能的影响,该方法可用于不同泵装置水力性能的分析及泵装置方案的优选.为验证数值计算的准确性和可靠性,对泵装置进行了物理模型试验,对比分析结果表明,数值计算的结果是可信的.     

径向反应器流体流动行为研究

研究了径向反应器流体流动行为。从动量定理出发推导出动量恢复模型，测定了主流道动量恢复系数和分流、集流情况下的穿孔阻力系数，为主流道设计提供了依据。     

Osmotic Pressure of Water in Nafion~

Mechanical failure modes leading to cracks or breeches in proton exchange membrane fuel cells are driven by mechanical forces associated with swelling from water uptake and shrinkage from dehumidifi-cation. To determine the magnitude of compressive mechanical stress imposed by water swelling in a proton exchange fuel-cell membrane, the osmotic pressure of water in a perfluorosulfonic acid ionomer (Nafion? N 117) membrane was measured using a hydrostatic piston-cylinder device with an in-situ hydrophilic frit. Experiments indicate that hydrostatic stresses greater than 103.5 MPa are created in a membrane when swollen with water at 23℃ suggesting that pressure from water swelling can distort Nafion N 117-based structures as the osmotic pressure is of the same order of magnitude as the flow stress of Nafion N 117.     

变截面通道内超音速两相流极限升压能力研究

根据质量、动量、能量守恒方程建立了变截面通道内超音速汽液两相流升压装置的极限升压能力计算数学模型．计算及研究表明：极限升压能力随变截面混合腔喉部直径、被升压的低压水流量和蒸汽喷嘴压比增加而降低，随环形水喷嘴间隙的变化出现了最小值；计算得出变截面超音速汽液两相流装置的极限升压能力可达26；在设计升压装置时应尽可能选取较大的蒸汽喷嘴压比和较小的环形水喷嘴间隙。同时给出了变截面混合腔喉部直径的设计原则。研究结果对变截面通道内超音速汽液两相流升压技术的应用有重要意义。     

流速对深水锁扣钢管桩围堰侧向变形影响研究

以某城市快速路跨河大桥桥墩锁扣式钢管桩围堰施工为背景,利用Plaxis 3D三维建模,模拟了围堰分步施工过程,研究了仅静水压力及考虑静水、流水压力共同作用下围堰侧向变形空间效应。基于此,分析了不同流速、钢桩直径、嵌入深度及围护结构形式对侧向变形的影响。结果表明：静水与流水压力共同作用下围护结构迎水面侧向变形远大于仅考虑静水压力,最大变形出现在中心线处;迎水面侧向变形分布与明渠流垂向流速分布规律一致,最大变形点位于流速最大对应深度处;增大钢桩直径可有效减弱围堰侧向变形程度,当钢桩嵌入中风化砂岩后,嵌入深度对侧向变形影响不大;采用圆形围护结构形式可极大地降低水流力对围堰侧向变形的影响,且整体受荷情况与变形分布较矩形更为均匀。     

锅炉分配集箱非线性水动力特性分析

修正后的光滑管摩系数用可用于示锅炉分配集箱的摩阻系数。动量交换系数也被表示为流速的函数。引入一个描写分配集箱流动行为的非线性数学模型。     

空气源热泵冷热水机组结霜工况下数学模型的建立与求解

在空气源热泵冷热水机组各部件模型的基础上,基于质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律,将这些部件模型有机地结合起来,建立了机组结霜工况下的动态数学模型.采用该模型对机组在不同工况下的性能进行了模拟分析,得到了风量、空气侧压降以及水侧换热器换热量、压缩机的轴功率等随结霜时间的变化.模拟结果表明,随着结霜量的增加,空气侧换热器的换热量减小,风量也将逐渐减小,而阻力却迅速增加;水侧换热器的换热量减小,水流量也减小.这为正确选择机组以及采取有效的除霜控制方式提供了依据.     

流道截面形状对微流体流动性能的影响

微尺度条件下流体的流动特性是微纳零件制造与微机械装置控制系统设计中需考虑的重要因素.采用基于Navier-stokes运动方程开发的Moldflow MPI软件,以PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）材料为对象,研究圆形、半圆形、梯形、矩形和正三角形5种微流道截面形状对非等温非牛顿流体流动性能的影响.研究结果表明：微流体在截面形态不同,长度均为50 mm微流道中的流动长度与流道截面的比表面积（截面周长与截面面积的比值）呈反比关系,比表面积越小,流动长度越大;当微流道的比表面积较小时,熔体温度与注射压力对流动长度的影响较大;当比表面积较大时,熔体温度与注射压力对流动长度的影响较小,且不论比表面积如何变化,注射压力对流动长度的影响比熔体温度对流动长度的影响显著.