高速可压缩流动壁函数边界条件的改进与应用

为发展适用于高速流动的壁函数边界条件以降低摩阻和热流模拟时的网格相关性,针对Nichols等人提出的可压缩壁函数边界条件开展了改进研究．首先,通过数值试验修正了可压缩速度壁面律的参数取值·9其次,基于数值试验和理论分析,对温度壁面律的表达式进行了修正;最后,推导了近壁区的热传导项表达式,更准确地实现了壁函数边界条件与CFD程序的耦合．之后,对修正的可压缩壁函数边界条件开展了应用研究．对超声速平板湍流边界层的模拟结果表明：壁函数在壁面法向第1层网格y＋〈400时均能给出准确的壁面热流密度和摩擦系数值,且在稀网格下也可得到合理的边界层速度型、温度型以及湍流涡黏性系数分布;数值实验表明对原始壁函数的修正显著提高了热流密度和摩擦系数的模拟精度．对包含分离流动的超声速凹槽和高超声速轴对称压缩拐角算例的数值模拟发现：基于充分发展的附着湍流边界层理论建立的可压缩速度壁面律对分离区内部近壁区仍然近似适用,可保证分离区内部给出可靠的摩擦系数和热流密度;而对于分离／再附点附近,壁函数的模拟精度相对较差,其原因在于分离／再附点附近的真实速度型与壁函数中速度壁面律形式出现明显差别．     

脉冲热流作用下球体内的非傅立叶热传导

分析了球形物体表面遭受一随时间变化脉冲热流时的双曲型非傅立叶热传导问题．给出了此类超急速传热情形下的热传导方程、边界条件及初始条件的无量纲形式,采用Ｌａｐｌａｃｅ变换技术,求得了任意时刻球体内部温度分布的解析解．作为算例,计算了方波脉冲这类随时间变化热流作用下球体内的温度变化,结果表明,该类超急速热传导问题与常规的傅立叶热传导相比具有明显不同的特征     

应用未确知数学研究环形通道内液钠流动的相关参数

应用未确知数学的方法,对在国内仅有的2台液钠回路上所做的部分实验数据进行了分析建模,得出了预测液钠流动的经验公式,并对实验数据的发展趋势进行了预测,为了更准确的描述液钠的流动特性,还用该方法计算了对液钠的流动有重要影响的贝克数,同时,将有用未确知数学方法得到的结果与采用一般数学模型和灰色理论所得到的结果进行了比较,结果表明,未确知数学方法可更好地对具有波动性的物理状况进行准确描述。所得到的结果更加符合真实情况。     

三角函数热流模型与EASY%Ro法结合恢复古地温梯度史

EASY%Ro法是一种能与现今Ro垂向分布达到最佳匹配的古地温梯度的反演热史分析法,涉及到重要环节是约束条件的最优化计算。计算发现,EASY%Ro得到的地温梯度史有一定的不确定性;这种不确定性发生在反演地质时间段的早期。根据三角函数古热流模型简化而来的三角函数古地温梯度模型,将该模型用于EASY%Ro法求解古地温的约束条件中,使求得的古地温梯度称为—连续函数,可以更好的反映地温梯度在地史上的连续起伏变化,克服了以往单独用EASY%Ro求解古地温梯度时多解性问题或不确定性,具有唯一性,有效避免多解性,得到的古地温梯度为连续可导函数,更符合古地温在地史的变化特征。经在松辽盆地王府断陷使用得出王府断陷地温梯度史大致分成3个阶段,断陷期(火石岭组~营城组)的由高地温梯度到低地温梯度的下降阶段;拗转换期至坳陷期(登娄库组至嫩江组的)的地温梯度缓慢上升阶段;反转期的稳定地温梯度阶段。     

对"新疆北部地区岩石生热率分布特征"一文的商榷

根据新疆北部地区大地热流数据,对“新疆北部地区岩石生热率分布特征”一给出的地壳生热率进行检验。结果表明其数值不满足大地热流值的约束,与前人研究结果相比明显偏高。作认为：根据区域地震剖面地震波速推断岩性,再利用出露地表的相应岩石的成分估计下地壳微量元素丰度的方法缺乏可靠的理论或实验基础,现今某些研究得到的下地壳Ｕ、Ｔｈ、Ｋ丰度或生热率可能不太可信。     

动载轴承的非稳态热流体动力润滑分析

为了考察热效应对动载轴承润滑性能的影响,建立了动载轴承热流体动力润滑分析的数学模型,联立求解了广义雷诺方程、能量方程、固体热传导方程以及载荷平衡方程,得出了动载轴承的油膜压力分布、油膜温度场分布、轴心轨迹、流量和功耗。在求解过程中针对油膜和轴瓦温度场的时变性的不同,提出对它们分别进行非稳态和准稳态数值求解的方法。另外还采用了不同的温度边界条件进行计算。结果表明：在动载荷作用下,轴承的油膜压力、温度场、轴心轨迹、流量和功耗也随时间作相应的变化,不同的温度边界条件对计算结果有着显著的影响     

垂直环形狭缝干涸后弥散流换热研究

以去离子水为工质的两相流体,当其由下向上流过电加热的同心环形套管时,对其进行了干涸后换热试验研究,用测量的试验数据拟合格罗尼费尔特（Groeneveld）和波洛米束（Polomik）公式,发现拟合出的系数存在较大分散度,表明该公式不适合狭缝中低质量流速的工况,采用多元线性回归方法,结合环形狭缝在内、外管分别加热的特点,引入了内、外管较大的热流密度与其平均值的比值,氦事出了新的换热公式,该公式与低质量流速下狭缝干涸后换热的试验数据符合得较好。     

SLS成型机的粉末预热过程研究

对成型机工作腔的一般预热方法的预热过程进行了分析,研究了辐射预热的热流密度对粉末预热温度的影响,提出了热流密度场模型,并与实验测得的预热温度场进行了比较,该模型可用于预热装置设计和SLS成型过程控制。     

沁水盆地地温场特征及其与煤层气分布关系

根据20口井的温度数据得到沁水盆地平均地温梯度为(28.2±1.03)℃/km．测试了39个岩石样品的热导率数据，计算了20个大地热流值．沁水盆地现今热流变化于44.75～101.81 mW/m~2之间，平均为(62.69±15.20)mW/m~2．运用Thermodel for Windows 2004软件对沁水盆地的古地温史进行了模拟，并得到了沁水盆地晚侏罗—早白垩世最大埋深时的平均古热流，北部为158.41 mW/m~2，中部为119.57 mW/m~2，南部为169.43 mW/m~2．恢复了地层的埋藏史，揭示了地层沉积结束和剥蚀开始的年龄为108～156 Ma，地层的剥蚀厚度北部为2603 m，中部为2291 m，南部为2528.9 m．其古地温场的分布格局为“南北高，中部低”，这在时间和空间上和煤层气的含气量分布相一致，初步显示古地温场对沁水盆地煤层气的形成具有控制作用．