波流共同作用下粉沙质悬移质运动规律的研究

研究了波浪作用下悬移质含沙量的垂线分布规律、底部高浓度含沙水体层的高度和含沙量分布以及该层中水体的运移速度。从而得出了底部高浓度含沙水体层的输沙量计算公式,为粉沙质床面的泥沙淤积计算提供了新的方法。     

船舶废气固体颗粒在捕集器中的流动沉积特性

颗粒捕集器广泛应用于船舶尾气处理领域，经常出现内部堵塞共性难题。采用数值模拟方法对固体颗粒在微通道内的流动与沉积过程进行计算与分析，发现流动速度与颗粒尺寸对于固体颗粒在通道内的流动与沉积特性具有重要影响。研究结果表明：随着船舶废气流动速度的增加，颗粒沉积位置由入口区域逐渐向远离入口500 mm的区域聚集；流动速度较小时，随着颗粒尺寸增加，沉积位置逐渐远离通道入口，而当流动速度较大时，随着颗粒尺寸增加，沉积位置逐渐靠近通道入口。     

海底水力输矿管固液两相流的数值模拟

传统的固液两相流数值模拟方法是将固体颗粒(和液体)作为高密度的液体流处理,这只适用于固体颗粒非常细小的情况如粮食输送、泥沙输送等。对海底采矿的水力输送问题,由于固体颗粒相对于水粒子非常庞大,再作为传统的固液两相流处理不科学。本文对矿石颗粒采用离散元方法、对水粒子采用Fluent方法,并将两者耦合进行固、液耦合流在竖向弯管的流动特性研究,考察了不同入口流速下流体的运动规律和矿石颗粒的运动规律和分布规律。结果表明：由于矿石颗粒堆积在管道底部,导致管道内顶部的水流速度大,底部的水流速度小；随着水流速度的降低,矿石颗粒的堆积效果也更加明显；同时存在某一特定速度,使得其开采效率达到最大。     

船舶管道过滤器过滤特性的数值模拟

为了研究过滤速度和颗粒流量对船舶管道过滤器的过滤器进出口压差和过滤效率的影响,针对不同工况条件,运用计算流体力学中DPM离散相模型对过滤颗粒和边界条件进行设置,对过滤器内部压力场、速度场和颗粒流进行了数值模拟计算,并与试验结果进行对比。结果表明,仿真结果与试验结果吻合度较高,过滤器的进出口压差随着水流流速的增加而增加,过滤器最佳过滤速度应控制在1.8 m/s左右;过滤器滤网与出水口接管处速度波动最大;在0.0001kg/s的颗粒流量下,过滤效率最高为60.22%;过滤效率随水流流速、颗粒流量的增加而增加,过滤效率增加效果不明显。     

水体扰动对船舶航行过程稳定性的影响分析

针对原有影响分析中,对水体扰动判断不准确的问题,提出水体扰动对船舶航行过程稳定性的影响研究。建立水体扰动动力模型,根据水下浅地层泥沙颗粒,所受到各作用力方向差异,计算泥沙饱和湿密度,得到水体扰动模型;结合水下浅地层周边环境情况,判断引航道内的特殊水流条件,分析水体运动程度,完成水体扰动对船舶航行过程稳定性的影响研究。设计仿真对照实验,将所提出的影响分析结果与原有结果对比,其结果表明,所提出的影响分析结果曲线,与实际曲线的变化趋势大体相同,能够证实该影响分析准确性明显高于原有结果。     

船舶内燃机工作过程中颗粒横向迁移的实验研究

为了研究船舶内燃机工作过程中颗粒浓度的再分布问题，本文对层流流动中单个颗粒横向迁移的动力学机理进行了实验研究。采用自行研制的“CCD颗粒轨迹记录装置”记录了层流圆管入口段中单个颗粒的运动轨迹。实验表明，当颗粒超前于当地流体速度时，向管壁迁移；落后于当地流作速度时，向管心迁移。实验结果与理论分析一致。     

导弹弹射装置冷却器中液滴轨迹及特性的数值模拟

为研究高温高压超音速燃气中的横向喷雾的液滴轨迹及沿轨迹的特性变化,给导弹弹射装置的设计提供依据,本文采用拉格朗日方法,应用颗粒轨道模型追踪液滴的运动轨迹并计算液滴沿轨迹的速度、温度和直径的变化.分析了气相参数及喷雾条件对颗粒轨迹及特性的影响.计算结果表明,小颗粒液滴速度变化快,蒸发快,流向位移及渗透深度小.提高气相压力和温度均能加快蒸发,压力和温度越高,液滴达到的饱和温度越高.气相速度越大,液滴达到的流向速度越大,流向位移也越大,但超音速气相速度变化对蒸发速度影响较小.液体喷射速度的变化对蒸发速度基本没有影响,喷射速度越大,渗透深度越大.液体温度越高,液滴直径减小越快,蒸发越快.     

表面沉降颗粒的吹扫速度分析

本文通过分析气流对光滑表面沉降颗粒的吹扫作用，建立了气流作用下颗粒运动方程，对清除光滑表面上沉降颗粒的吹扫速度及其影响因素进行了探讨。     

基于软翅振动稀相气固两相流动特性分析

针对安装软翅模型的水平管气力输送气固两相流流动特性进行了数值分析.以软翅振动频率为主要变量,通过Fluent-Profile功能编写自激振荡流程序进行二次开发,并利用离散相模型(DPM)对气相速度矢量图、物料入口的颗粒路径、加速区颗粒速度矢量及稳定区的颗粒浓度分布进行定性分析.结果表明:安装软翅模型时,在软翅模型附近位置产生涡流,改变了气相流动方向,使加速区粒子得到了悬浮和加速.     

桩-桶基础抗压承载力试验的颗粒流数值模拟

利用二维颗粒流方法(PFC2D)对桩-桶基础进行了在砂土中承受下压荷载作用的数值模拟试验并与室内物理模型试验实测值作了对比。应用颗粒流理论及其PFC2D程序,模拟研究了承受下压荷载作用时桩-桶基础周围土体的细观力学特征,基础下压位移和颗粒的分布和速度。根据土颗粒的分布、速度和位移的分布和变化,拟合了土中滑裂面的形状;数值模拟了下压荷载、基础下压位移与时步的关系,并与物理试验的结果进行了对比分析。     

高倍率方形MH-Ni电池研究进展

综述了MH－Ni电池技术的发展状况和高倍率电池的研制情况。介绍了测定贮氢合金在不同温度、不同放电速率的氢扩散系数，及根据该系数计算得到的允许最大颗粒直径，和控制贮氢合金的颗料直径及颗粒分布的步骤；说明采取各种措施降低电池内阻等方法都有利于提高MH－Ni电池的高倍率放电性能。     

疏浚粗颗粒管道输送特性模拟及淤堵成因分析

为解决粗颗粒介质在管道输送中阻力大、易堵管和管道磨损加剧等问题,文章利用CFD-DEM耦合的方法,探究粗颗粒在管道中的微观运动特性、流态转变现象和流态稳定性。研究表明颗粒速度是影响颗粒在管道内运动状态的关键因素,当颗粒处于临界流速以下时,颗粒处于极不稳定的定床或动床流动状态,易导致堵管现象的发生;而当颗粒处于滑动流状态时,颗粒运动速度稳定,管道内没有颗粒沉积,可视为施工宜采用状态。     

船用燃气轮机进气滤清器冲蚀行为研究

冲蚀磨损是引起船用进气滤清器材料损坏的重要原因之一。针对滤清器的冲蚀行为,基于Finnie冲蚀模型分析了入口空气流速、杂质颗粒质量流量、粒径及结构参数对冲蚀速率的影响。结果表明,滤清器弯折角处最易发生冲蚀磨损,可通过改变局部材料耐磨性能来提高滤清器的耐冲蚀能力;在颗粒质量流量以及粒径一定的情况下,冲蚀速率与入口空气流速的平方成正比;在相同的空气流速下,对于等粒径杂质颗粒,冲蚀速率随质量流量线性增加;粒径对冲蚀速度的影响较为复杂,在空气流速和颗粒质量流量一定时,冲蚀速率随着粒径的增加而急剧下降,但当颗粒粒径大于200μm时,粒径对冲蚀速度影响变小。     

3D—PIV技术数值模拟研究

本文应用数值模拟方法,对３Ｄ－ＰＩＶ技术进行探讨,分别采用正直摄影对称交向报摄影两种方式,对均匀流动进行了３Ｄ－ＰＩＶ试验模拟。研究表明：将２Ｄ－ＰＩＶ技术拓宽,可以测量三维流动速度。在速度的三个分量中,两个面内速度分量测量精度较高,在１％左右,法向速度的测量精度可达到４．３％。本文的研究工作可以３Ｄ－ＰＩＶ技术的试验实现提供有益的指导。     

港区雨水重力淹没出流排水安全性分析

目前港区雨水排放方式多依靠重力自流排放,当受纳水体水位高于排出口管顶(渠顶)高程时,受纳水体就会倒灌雨水管网减缓港区雨水排放速度和流量,港区即存在被水淹的危险。结合工程案例,运用水力学知识对港区雨水采用重力淹没出流措施保证港区不受水淹提供理论分析。     

海水-冰晶在极地船换热器中的相变模拟研究

近年来,随着北极海冰面积的减少,为商船在北极的通航提供了条件。与传统通道不同,北极航道存在大量的冰区,在通航时,冰粒可能与海水一起进入极地船的海水冷却系统。在本研究中,用欧拉-欧拉多相模型和相间传热传质模型研究壳管式换热器直管和U管中海水冰晶的固液两相流和相变特性。得出在直管中冰晶颗粒主要集中在主流区,流动模式为悬浮,并且随着入口速度的增加,冰晶颗粒的融化特性加强。在U管中,由于离心力的作用,管角内壁附近的海水和冰晶颗粒会流向外壁,并随着速度的增加,效果更加明显。在进口速度相同的情况下,U管中有更多的冰粒融化,并且融化的冰晶颗粒量随入口速度的增加而增加。     

自激励流节能效果的实验研究

针对水平-竖直混合管道气力输送系统,研究安装倾斜软翅产生的自激励流对颗粒输送过程中的节能降耗效果.通过对系统沿程压力损失、最佳经济速度、能量损耗系数和附加压力损失系数的研究,定量地分析自激励流的节能作用.研究发现:随着输送速度的降低,自激励流减小了系统颗粒群输送过程中的沿程压力损失和最佳经济速度;低速输送时,自激励流降低了颗粒输送过程中系统的能量损耗系数,在质量流量0.2和0.4 kg/s时,能量损耗系数的减小分别为9.6%和8.1%;同时,随着输送速度的降低,系统的附加压力损失系数也因自激励流的存在而减小,这表明倾斜软翅振动产生的自激励流对气力输送系统具有节能降耗的效果.     

灌河口海域泥沙悬浮和沉降试验研究

掌握灌河口海域泥沙运动规律是开展灌河口航道整治研究的基础。以现场所取泥沙为研究对象,通过大型波浪水槽试验研究灌河口海域泥沙在不同的水深、不同的波周期和波高条件下的悬浮规律。通过静水沉降试验研究灌河口海域泥沙在不同初始浓度、不同水深下的沉降特性。结果表明,在极限波高情况下,水体上部区域含沙量较小,且沿垂线分布变化较小,但水体底部附近含沙量较大,总体上底部含沙量比上部水体含沙量大0.25~0.96 kg m^3;不同水深以及不同初始含沙量情况下,泥沙沉降速度0.08~0.20 cm s,与单颗粒泥沙沉速在同一量级,灌河口海域泥沙絮凝作用较弱。     

双通道型旋流式调风器出口等温流场中液相颗粒轨迹的数值模拟分析

应用随机轨道模型 ,对在一定入口旋流器宽度下的双通道旋流式调风器燃油锅炉出口冷态气———液两相流动进行了模拟 ,并选取典型颗粒分别计算了在三种旋流器宽度下 ,颗粒轴向、周向速度变化情况。     

船闸紊动水体降解有机物的机理研究与应用

通过模拟实验与现场监测验证表明,葛洲坝船闸在不同的运行工况状态下产生的水流紊动强度和动能差异大,水体复氧速度、有机物降解速率不一,其生化需氧量浓度呈明显的变化.紊动使水文流场更加复杂,河流水力学性质由层流转变为紊流、回流、混合流,表现了典型的非线性机理特征.认为紊动动能k对降解速率k<,1>的影响关系符合"一级反应"理论,建立了影响关系函数表达式.应用紊动水体对有机物降解机理关系,可利于水体的充氧,改善船闸水域的水环境质量.