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可压缩流动问题笛卡尔网格模拟方法研究进展与展望 被引量:1
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作者 赵宁 刘剑明 +1 位作者 田琳琳 王镇明 《力学学报》 北大核心 2025年第2期285-314,共30页
计算网格是复杂流动问题精细化模拟的先决条件,会对数值结果的准确性和可靠性产生重要影响.然而,高质量计算网格生成需要费时费力的人机交互过程且严重依赖于工程师的个人经验,使得现阶段计算流体力学(CFD)自动化程度处于较低水平.笛卡... 计算网格是复杂流动问题精细化模拟的先决条件,会对数值结果的准确性和可靠性产生重要影响.然而,高质量计算网格生成需要费时费力的人机交互过程且严重依赖于工程师的个人经验,使得现阶段计算流体力学(CFD)自动化程度处于较低水平.笛卡尔网格具备生成简单、内存要求低、计算效率高及自动性强等特点,使其能够极大减少网格生成过程中的人工成本,因而成为CFD社区的研究热点之一.对此,以笛卡尔网格可压缩流模拟为主线,结合课题组多年的研究成果对其中涉及的关键技术和国内外发展现状展开综述.首先简要概述了笛卡尔网格自适应方法及其数据结构,随后系统阐述了切割单元、浸入边界、重叠笛卡尔网格和混合笛卡尔网格等方法的发展现状及存在的问题,最后从自适应加密策略、动态并行技术、高保真计算方法、先进物理模型及实际工程应用等多个维度深入探讨了笛卡尔网格方法涉及的关键技术与未来发展趋势.通过全面回顾和深入分析笛卡尔网格方法的研究现状和发展动态,试图为读者提供一个清晰及全面的认识,并为相关领域的研究提供有益的参考和启示. 展开更多
关键词 笛卡尔网格 可压缩流动 壁面处理方法 自适应技术 高保真模拟
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纳米胶在混凝土输水工程中的减阻降糙特性
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作者 穆祥鹏 张哲琦 +3 位作者 李军强 陈文学 崔巍 牛子厚 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第2期473-480,共8页
为探究纳米胶对混凝土输水工程的降糙特性,设计建造有压输水箱涵物理模型试验系统,采用压差测量系统及2D-PIV系统分别测量了喷涂纳米胶前后的混凝土壁面糙率,分析了近壁二维流场变化。结果表明:喷涂纳米胶后,混凝土壁面糙率可减少13.90%... 为探究纳米胶对混凝土输水工程的降糙特性,设计建造有压输水箱涵物理模型试验系统,采用压差测量系统及2D-PIV系统分别测量了喷涂纳米胶前后的混凝土壁面糙率,分析了近壁二维流场变化。结果表明:喷涂纳米胶后,混凝土壁面糙率可减少13.90%,体现出了良好的降糙效果;近壁区域水流结构改变,垂向平均流速增大、流速梯度减小,说明纳米胶使得混凝土壁面滞水作用降低,减小了水流阻力。本研究初步揭示了纳米胶应用于混凝土壁面的降糙特性,可为其在长距离输水工程中的推广应用提供科学依据。 展开更多
关键词 输水能力 降糙 近壁流场 PIV 无机纳米硅酸盐水溶液渗透结晶材料
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波形微通道内HFE-7100的流动沸腾换热特性
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作者 王迎慧 龚莹 王耀 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期417-423,共7页
为降低受热壁面温度、提升壁温分布均匀性,针对HFE-7100在波形微通道内的流动沸腾换热过程开展数值模拟,分析其结构、加密方式对工质在通道内流动沸腾换热的作用.计算结果表明:微通道全程加密(增大波幅与波距之比,从0.04增至0.08),通道... 为降低受热壁面温度、提升壁温分布均匀性,针对HFE-7100在波形微通道内的流动沸腾换热过程开展数值模拟,分析其结构、加密方式对工质在通道内流动沸腾换热的作用.计算结果表明:微通道全程加密(增大波幅与波距之比,从0.04增至0.08),通道出口段的汽泡等效直径减小,汽液两相的片段环状流得到抑制,但通道进出口压降增幅明显(最大增幅达140.54%);局部加密微通道的上游、中游或下游,均可有效抑制出口段片段环状流的出现,降低受热壁面温度,改善壁温分布均匀性;比较发现,下游局部加密方式降低微通道内的汽泡生长速率更为显著,壁温及分布的调控效果与全程加密方式相当,但进出口压降可减小34.23%.综合分析,微通道下游局部加密方式可以更好地改善波形微通道的流动沸腾换热. 展开更多
关键词 波形微通道 流动沸腾 汽泡 汽液两相流 壁温
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基于协同流壁面射流模拟带倾角下击暴流方法研究
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作者 何伟 张宇 刘千权 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第2期416-426,共11页
考虑下击暴流研究主要基于冲击射流模型,但对射流倾角的研究有限,且缩尺比较小不利于下击暴流风场特性研究。为此首先基于计算流体力学研究了带倾角冲击射流的风场特性,得到了倾角对下击暴流出流段的风速衰减系数表达式,然后针对壁面射... 考虑下击暴流研究主要基于冲击射流模型,但对射流倾角的研究有限,且缩尺比较小不利于下击暴流风场特性研究。为此首先基于计算流体力学研究了带倾角冲击射流的风场特性,得到了倾角对下击暴流出流段的风速衰减系数表达式,然后针对壁面射流可得到大尺度下击暴流出流段风场,但忽略了倾角对风速衰减的影响,因此引入协同流以减小射流周围黏性阻力,并采用烟迹风洞试验和计算流体力学方法,得到了协同流对风速衰减的系数表达式,最后分析了壁面射流模拟下击暴流倾角致效应的可行性。结果表明:①带倾角冲击射流风场呈三维非对称特性,前侧最大水平风速的衰减速率随倾角增大而变缓,风剖面半高水平风速在倾角为30°时增幅达77.8%;②烟迹风洞试验和数值模拟结果表明壁面射流风场与下击暴流前侧出流段相似,引入协同流能够有效减缓水平风速的衰减速率;③通过建立协同流致风速衰减系数和倾角致风速衰减系数的对应关系,可实现采用壁面射流模拟任意倾角下的下击暴流平均风剖面,为模拟大尺度的带倾角下击暴流提供了新的方式。 展开更多
关键词 下击暴流 冲击射流 壁面射流 倾角 协同流 大尺度
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高含沙侧向进水前池水力特性及泥沙淤积改善措施
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作者 樊新建 姚薇 +3 位作者 董春海 李龙基 贾广钰 孙江河 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第8期803-811,共9页
为改善从多沙河流取水的大型泵站进水前池内不良水流流态,以甘肃省景泰川电力提灌工程典型泵站的某侧向进水前池为研究对象,构建不同边墙收缩角体型结构的侧向进水前池三维模型,采用FLUENT软件基于Realizable k-ε模型和Mixture多相流... 为改善从多沙河流取水的大型泵站进水前池内不良水流流态,以甘肃省景泰川电力提灌工程典型泵站的某侧向进水前池为研究对象,构建不同边墙收缩角体型结构的侧向进水前池三维模型,采用FLUENT软件基于Realizable k-ε模型和Mixture多相流模型开展数值模拟计算,获得了侧向进水前池流场结构和水流流速随边墙收缩角的变化规律.结果表明:水流由渠道进入前池后,受机组吸水的影响,水流迅速转向,在侧向进水前池形成划分明显的流场结构区域,进水前池中央形成高流速主流区,主流区两侧产生大小不一的旋涡,并形成低流速回流区.随着侧向进水前池边墙收缩角的增大,水流直线运动距离增大,偏转角度减小,入池水流沿流程发展和扩散效果增强,主流区面积明显增加,回流区面积和旋涡尺度显著削减,边墙收缩角α=5°时的综合均匀度较工程原型泵站提高了5.58%,有效改善了多泥沙河流引水泵站前池的泥沙淤积问题,研究成果可为同类泵站的设计和更新改造提供指导和参考. 展开更多
关键词 泵站 侧向进水前池 边墙收缩角 流场结构 泥沙淤积
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非圆截面/非对称板坯旋压技术研究现状及展望
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作者 贾震 王诗琪 李运涛 《航空制造技术》 北大核心 2025年第10期68-73,共6页
旋压技术凭借高精度加工特性、出色工艺柔性、易于实现自动化操作,以及显著的材料节约优势,在航空、航天、汽车等工业领域获得了广泛的应用。随着工业生产中对复杂形状零件工艺需求的持续增加,非圆截面、非轴对称回转体的旋压技术应运... 旋压技术凭借高精度加工特性、出色工艺柔性、易于实现自动化操作,以及显著的材料节约优势,在航空、航天、汽车等工业领域获得了广泛的应用。随着工业生产中对复杂形状零件工艺需求的持续增加,非圆截面、非轴对称回转体的旋压技术应运而生。为了契合成形目标形状的金属流动趋势,对传统圆形板坯进行了非圆截面加工、偏心装夹等预处理。此外,考虑到单板尺寸的限制,同时为了实现材料的有效节约,拼焊板坯旋压技术的研究也逐渐兴起。与传统圆形板坯旋压相比,非圆板坯旋压在一定程度上能够使旋压工艺更加稳定,不仅可以有效消除法兰,还能改善壁厚分布不均匀等问题,从而大幅提高了成形精度,实现更为理想的成形效果。偏置板坯旋压技术适用于产品对壁厚均匀性和形状精度要求相对不高的情况,偏置板坯旋压技术能够有效地节约材料,显著提升生产效率。基于上述情况,本文对上述两类预制板坯旋压技术的研究现状进行了系统综述,并对预制孔板坯的旋压技术发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 旋压 非圆板坯/非对称板坯 成形精度 壁厚分布 金属流动
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曲面双层壁结构的内外复合流动及综合冷却特性数值研究
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作者 张垲垣 栗智宇 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期50-60,共11页
针对双层壁在曲面条件下的内、外流动与冷却耦合特性不明晰的问题,在3种典型冷气吹风比0.4、0.6和0.8下,采用共轭传热数值模拟方法及实验验证,研究了平面和凹、凸曲面双层壁的内、外流动相互影响规律和综合冷却特性。结果表明,曲面显著... 针对双层壁在曲面条件下的内、外流动与冷却耦合特性不明晰的问题,在3种典型冷气吹风比0.4、0.6和0.8下,采用共轭传热数值模拟方法及实验验证,研究了平面和凹、凸曲面双层壁的内、外流动相互影响规律和综合冷却特性。结果表明,曲面显著改变了双层壁的孔内入侵、冲击腔室横流和外壁冷气贴壁特性。低吹风比下,凹面双层壁的气膜孔出流面积最大,冲击驻点区域的冷气横流强度和换热效果显著提升,外壁平均综合冷效能够达到0.54;凸面双层壁的下游气膜冷却和冲击冷却有所增强,同时主流入侵能够到达气膜孔下部;高吹风比下,凹面双层壁气膜孔下方冷气出流区的二次涡面积最大,出射角增加导致气膜孔下游冷却效率略低;凸面双层壁冲击腔内冷气向上游回流最弱,在冲击腔内获得最强的横流累积效果,凸壁面平均综合冷效在第4排孔能达到0.73。研究结果对于叶片等曲面部件的双层壁结构布局设计具有指导意义。 展开更多
关键词 曲面双层壁 流动交互 气膜冷却 冲击冷却
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间隙比对近壁柱体绕流影响的PIV实验研究
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作者 张磊 彭超华 +1 位作者 谢福兴 邓怡曼 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期119-124,共6页
为研究过渡流下间隙比对近壁柱体绕流流动特性的影响,搭建开式循环水槽实验台,通过PIV可视化实验方法,对不同间隙比工况下的柱体(圆柱和方柱)绕流进行实验研究。研究发现,在雷诺数为300时,间隙比的改变影响了柱体与壁面的相互作用,使得... 为研究过渡流下间隙比对近壁柱体绕流流动特性的影响,搭建开式循环水槽实验台,通过PIV可视化实验方法,对不同间隙比工况下的柱体(圆柱和方柱)绕流进行实验研究。研究发现,在雷诺数为300时,间隙比的改变影响了柱体与壁面的相互作用,使得分离剪切层以及柱体尾流旋涡的形态产生了变化,进而显著影响了柱体尾流的流动特性。总的来看,随着间隙比的增大,柱体尾流的流动形态由单个顺时针运动的旋涡逐渐演变为对称的旋涡对,其尺度先增大后减小;在这一过程中,壁面对柱体尾流的影响逐渐减弱。本文对比了圆柱和方柱绕流的差异,研究发现近壁圆柱可以在更小的间隙比下恢复流体流速,但其绕流影响范围小于近壁方柱。 展开更多
关键词 过渡流 实验研究 间隙比 近壁柱体 流动特性
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采用阻流器的近壁面海底管道绕流研究
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作者 王杰 刘政沅 +2 位作者 张彬滨 宋朝 周波 《大连理工大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期89-96,共8页
为深入了解采用阻流器的海底管道自埋机制,基于Fluent软件,结合标准k-ε湍流模型,建立了高雷诺数下安装阻流器的近壁面海底管道绕流数值模型,研究了阻流器长度和间隙比对管道尾流与壁面边界层之间复杂的相互作用以及时空演化的影响.研... 为深入了解采用阻流器的海底管道自埋机制,基于Fluent软件,结合标准k-ε湍流模型,建立了高雷诺数下安装阻流器的近壁面海底管道绕流数值模型,研究了阻流器长度和间隙比对管道尾流与壁面边界层之间复杂的相互作用以及时空演化的影响.研究结果表明采用阻流器可以显著增大管道与壁面之间流速以及管道附近脉动速度,但当阻流器长度达到临界值时,管道尾部会形成稳态结构.随着间隙比的增大,尾流演化可以分为4个区域:稳态结构、两次诱导壁面涡、单次诱导壁面涡、卡门涡街.适当的间隙比有利于诱导壁面旋涡的产生,从而加快管道周围沉积物冲刷. 展开更多
关键词 阻流器 海底管道 壁面 圆柱绕流 湍流
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推进剂微射流冷却对高温非平衡气动热的影响机理
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作者 邢旭雯 杨肖峰 +1 位作者 刘磊 杜雁霞 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第4期20-29,I0001,共11页
飞行器在高速飞行时,可利用自身携带的推进剂通过微孔射流实现冷却,达到主动热防护效果。但在高温非平衡流条件下,可压缩外流与微射流交汇、射流排挤/掺混/反应多过程交织,微射流冷却主导性机制和影响因素复杂。本文建立了微射流黏性壁... 飞行器在高速飞行时,可利用自身携带的推进剂通过微孔射流实现冷却,达到主动热防护效果。但在高温非平衡流条件下,可压缩外流与微射流交汇、射流排挤/掺混/反应多过程交织,微射流冷却主导性机制和影响因素复杂。本文建立了微射流黏性壁面边界模型,开展了微射流作用下高温非平衡流场数值模拟,探讨了射流孔径、速度和孔间距对冷却效果的影响规律,发现高温非平衡流条件下推进剂微射流冷却由边界层排挤、多相催化弱化两个基本过程主导:(1)低温微射流喷出对边界层产生排挤作用,改变边界层剖面形态,降低紧邻壁面处的温度法向梯度,从而降低壁面法向导热,实现冷却;(2)低温氧分子工质微射流排挤近壁氧原子,弱化氧催化效应,导致催化热降低。参数化研究结果表明:质量流量不变,增大射流孔大小,降热率与冷却范围均下降;射流孔面积不变,增大微射流速度,降热率与冷却范围增大;质量流量不变,减小孔间距,展向平均降热率峰值减小,但孔下游冷却范围增大,呈现较均匀的冷却效果。以上研究可对未来微射流冷却主动热防护的设计与优化提供重要的理论支撑和技术参考。 展开更多
关键词 微射流冷却 非平衡流动 气动热 壁面催化 数值模拟
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岩体粗糙单裂隙非达西流动各向异性特性 被引量:1
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作者 朱寅斌 廖震 +2 位作者 李长冬 刘洪斌 姜茜慧 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期130-146,共17页
【目的】研究岩石粗糙单裂隙中发生的流体流动行为是全面了解裂隙网络渗流特性的基础。【方法】基于分形理论生成人工合成岩石裂隙,采用COMSOL Multiphysics软件开展渗流数值模拟研究;利用3D打印技术制备与数值模型具有相同几何特征的... 【目的】研究岩石粗糙单裂隙中发生的流体流动行为是全面了解裂隙网络渗流特性的基础。【方法】基于分形理论生成人工合成岩石裂隙,采用COMSOL Multiphysics软件开展渗流数值模拟研究;利用3D打印技术制备与数值模型具有相同几何特征的裂隙试样,并结合自主搭建的渗流实验装置开展一系列不同注入流量下的渗流试验,研究了不同注入方向对三维粗糙单裂隙非达西流动微观和宏观流动行为的影响。【结果和结论】结果表明:(1)不同注入方向条件下岩石裂隙表面粗糙度的差异会显著影响裂隙的渗流特性,在表面粗糙度更大的方向上流体流动阻力、流动路径迂曲度和非达西效应更大。(2)裂隙中涡旋区发育程度与表面粗糙度呈正相关,在表面粗糙度更大的注入方向上涡旋区的发育程度比表面粗糙度较小的注入方向上涡旋区发育程度更高。(3)Forchheimer方程在描述裂隙中的非达西流动时不能适用于整个雷诺数范围,只有在非达西流动充分发生时才能有足够的准确性。(4)裂隙表面粗糙度各向异性程度越大则裂隙在粗糙度更大的方向上越容易发生非达西流动,两个注入方向上的流动行为差异也越明显。(5)基于三维裂隙渗流模拟研究建立了裂隙临界雷诺数与表面粗糙度各向异性因子以及平均开度的定量化表征模型,并通过开展渗流试验验证了所建立模型的有效性。研究成果可为更全面研究粗糙裂隙中非达西流动行为的各向异性提供借鉴。 展开更多
关键词 岩石单裂隙 各向异性 非达西流动 数值模拟 渗流试验
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仿生喷嘴内壁微织构对浆料流动特性的影响
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作者 张锦程 胡焰 潘家保 《表面技术》 北大核心 2025年第13期62-71,共10页
目的探究具有不同形状、尺寸及方向的微织构内壁对浆体射流中浆料流动特性的影响,为优化喷嘴结构和提高加工效率提供理论支持。方法在喷嘴内壁设计不同形状、尺寸和方向的微织构,采用理论分析和有限元仿真方法探究不同微织构对浆料及颗... 目的探究具有不同形状、尺寸及方向的微织构内壁对浆体射流中浆料流动特性的影响,为优化喷嘴结构和提高加工效率提供理论支持。方法在喷嘴内壁设计不同形状、尺寸和方向的微织构,采用理论分析和有限元仿真方法探究不同微织构对浆料及颗粒流速的影响。结果浆料在无织构喷嘴内的流速为62.67 m/s,在带有矩形、三角形和弧形织构的喷嘴中的流速分别提升至62.95、63.24、65.37 m/s。在不同形状的微织构中,流畅的弧形与稳定的三角形及规则的矩形相比,表现出更为显著的减阻增速效果。通过探究弧形微织构尺寸发现,结构尺寸较小,则形成的涡旋不明显、增速效果较差;选择适中的织构尺寸时,能够更有效地达到减阻增速效果,浆料流速可达到71.3 m/s。在相同条件下进一步研究微织构方向对浆料流速的影响时发现,当微织构向轴线内凸时,涡旋分布更为均匀,对浆料的增速效益更明显。结论喷嘴内壁微织构的存在可以减小浆料流动时受到的阻力,提高浆料的流速。光滑弧形对流经喷嘴内壁的浆料的增益效果最为显著,选择适中的微织构尺寸对涡旋增速的效果更好。与此同时,当微织构向轴线内凸时,均匀的涡旋分布增益效果更优。设计一定形状、尺寸和方向的喷嘴内壁微织构表面,有利于提高浆体射流速度,降低磨料对喷嘴内壁的贴附和磨损,从而延长喷嘴的使用寿命。 展开更多
关键词 浆体射流 喷嘴 近壁面流速 微织构 浆料速度 减阻效果
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一种新型负压式爬壁机器人吸附特性分析
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作者 董伟光 刘爱华 宋屹峰 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1198-1205,共8页
针对负压吸附式爬壁机器人内部流场复杂、精准建模困难导致的吸附性能优化难题,提出一种基于流量守恒思维的流场建模方法。根据爬壁机器人负压吸附系统结构特点,融合热力学定律和N-S方程,以空气流量为关联要素,构建了吸附系统流场数学... 针对负压吸附式爬壁机器人内部流场复杂、精准建模困难导致的吸附性能优化难题,提出一种基于流量守恒思维的流场建模方法。根据爬壁机器人负压吸附系统结构特点,融合热力学定律和N-S方程,以空气流量为关联要素,构建了吸附系统流场数学模型。利用该模型提取了吸附性能的关键影响因素:密封圈宽度、泄漏缝隙高度、离心泵功率,通过改变吸附系统空气流量来改变有效吸附力。仿真与样机试验表明,所构建的模型能够正确反映吸附性能的变化规律,可以为负压吸附式爬壁机器人结构及吸附性能优化提供依据。根据爬壁机器人运动特点提出了吸附性能优化策略:增大额定吸附力自重比的同时减小有效吸附力自重比。 展开更多
关键词 爬壁机器人 负压吸附 流场模型 流量分析
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多孔壁参数对跨声速风洞流动特性的影响
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作者 李国文 吴子旭 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第18期7852-7858,共7页
跨声速风洞不同参数开孔壁对实验段流场品质影响很大,孔壁参数特性的研究对于设计跨声速风洞实验段极其重要。在不同实验段壁压差系数下,对FL-3风洞单直孔壁在二维与三维模型下得到了质量流量与速度分量线性关系。因此提出了在满足壁压... 跨声速风洞不同参数开孔壁对实验段流场品质影响很大,孔壁参数特性的研究对于设计跨声速风洞实验段极其重要。在不同实验段壁压差系数下,对FL-3风洞单直孔壁在二维与三维模型下得到了质量流量与速度分量线性关系。因此提出了在满足壁压差系数和边界层位移厚度等条件下,二维孔壁流动特性可通过系数变换等效为三维孔壁的流动特征参数。在二维与三维孔壁特征参数对应的基础上,对实验段多孔壁进一步研究了在二维简化模型下孔壁参数及来流马赫数对实验段内流场及壁面附近流动特征的影响规律。在l/d=1时增大孔尺寸d=1、2、4,ΔC_(p)从0.001增大到0.0045,S/d从4%减小到2.5%。增大孔长径比l/d=1、2、3、4,ΔC_(p)在l/d>2时趋于不变,在l/d=3时m′和S/d为最大值。m′与Ma呈正相关变化,在Ma=0.8~0.9,提高来流马赫数对壁压差系数影响很小。二维与三维模型流动特征参数转换及孔壁参数研究对于深入理解孔壁流动和计算实验段多孔壁具有一定意义。 展开更多
关键词 空气动力学 跨声速风洞 实验段孔壁参数 孔壁流动特性
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高负荷平面叶栅风洞流场品质分析及改进试验
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作者 蔡明 王利敏 +2 位作者 高丽敏 景丽娜 王磊 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第1期44-52,I0001,共10页
良好的平面叶栅风洞流场品质是保证叶栅试验数据有效性的关键。详细测量并分析了某亚声速压气机平面叶栅在不同来流条件下的流场品质,根据叶栅风洞情况建立了相应的上端壁抽吸调控方案,研究了不同抽吸强度下上端壁抽吸对叶栅流场品质的... 良好的平面叶栅风洞流场品质是保证叶栅试验数据有效性的关键。详细测量并分析了某亚声速压气机平面叶栅在不同来流条件下的流场品质,根据叶栅风洞情况建立了相应的上端壁抽吸调控方案,研究了不同抽吸强度下上端壁抽吸对叶栅流场品质的改善效果。研究表明:高负荷压气机叶栅在整个工作范围均存在栅前流场不均匀、来流攻角不准确的问题,叶栅被测通道的实际攻角比风洞几何设定值大2°~3°。随着叶栅负荷增大(来流马赫数和攻角增加),流场品质逐渐下降;来流攻角同时影响着栅前马赫数和气流角的均匀性,来流马赫数主要影响栅前马赫数的均匀性。上端壁抽吸能够有效改善大攻角下叶栅流场品质不佳的问题,存在使叶栅流场品质达到最佳的临界抽吸静压,超过临界值后叶栅流场品质逐渐下降。临界抽吸静压下,栅前流场均匀性良好,被测通道的攻角与设定值的差异减小至0.5°~0.9°;叶栅二维性和出口总压损失周期性均有所提升,但是叶栅出气角周期性基本不变。 展开更多
关键词 平面叶栅风洞 叶栅试验 压气机叶栅 流场品质 端壁抽吸
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液气界面为曲面时超疏水微通道内横向流动特性数值模拟
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作者 张守聪 王昊利 《润滑与密封》 北大核心 2025年第6期111-120,共10页
对具有周期性凹槽结构的超疏水平行板间的微通道横向流动特性开展数值模拟,研究超疏水壁面的液气滑移界面为曲面时,空气槽占比a(气槽宽度与周期单元长度之比)、通道半宽(h)以及雷诺数(Re)对流场结构、滑移速度与压差(减阻特性)的影响。... 对具有周期性凹槽结构的超疏水平行板间的微通道横向流动特性开展数值模拟,研究超疏水壁面的液气滑移界面为曲面时,空气槽占比a(气槽宽度与周期单元长度之比)、通道半宽(h)以及雷诺数(Re)对流场结构、滑移速度与压差(减阻特性)的影响。结果表明:因液气界面的扰动,流动偏离平板剪切流;滑移速度随着a的增大而增大,随着h的增大而减小;低Re时流体黏性占优,速度场呈对称分布,超疏水壁面扰动影响显著;高Re下流体惯性增加,主流动能增加对壁面扰动的抑制增强,相较于低Re下速度分层明显,滑移速度减小,滑移速度峰值位置向空气槽出口处逼近;有效滑移长度随a的增大而增大,随着Re的增大逐渐减小,h的变化对有效滑移长度无明显影响;h取较小值时,在较低Re下压差Δp随着a的增大而减小,而高Re下或h取较大值时,Δp随a的变化不明显,表明此时主流对壁面扰动的抑制作用加强,超疏水壁面的影响减弱。研究结果为超疏水壁面微通道结构和参数的优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 超疏水壁面 微通道 有效滑移长度 横向流动特性 液气界面
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主动空泡对航行体水中段流场影响研究
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作者 陆雷 李静 张玉强 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第3期54-61,共8页
航行体在气、液混合相流场中运动,该现象在流动问题中广泛存在。为了深入研究航行体水中段的典型运动过程,采用非定常数值计算方法对其绕流流场和主动空泡过程进行了研究。计算结果表明,背景流场中航行体后缘区域形成高低压区切换的振... 航行体在气、液混合相流场中运动,该现象在流动问题中广泛存在。为了深入研究航行体水中段的典型运动过程,采用非定常数值计算方法对其绕流流场和主动空泡过程进行了研究。计算结果表明,背景流场中航行体后缘区域形成高低压区切换的振荡流场,后缘区压力沿边界层前传显著影响壁面压力分布;主动空泡使流场区域分为主影响区、次影响区、无影响区和尾流区,主影响区压力分布基本保持恒定,次影响区压力保持阶梯增大,尾流区不稳定流场在一定程度上受到削弱;主动空泡使上下壁面压力变化趋于一致,削弱了流场对航行体的不对称作用力并改善了尾缘负压区的流场状态;主动空泡显著削弱水相边界层的影响作用,自肩部发展至尾缘,航行体总阻力降至最低。 展开更多
关键词 航行体 主动空泡 数值计算 流场结构 壁面压力
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分层流管道黏壁温度计算模型的建立与验证 被引量:1
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作者 程显闻 熊建华 +2 位作者 黄启玉 田家兴 于乐 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期137-150,共14页
高含水集输管道低温输送工艺可有效降低能源和经济损耗,但是随着气驱采油的推广,很多集输管道内的流体为油、气、水三相共存的状态。为了探究气体对凝油在壁面黏附现象的影响,利用自行研发的可承压搅拌釜装置对不同条件下凝油在壁面上... 高含水集输管道低温输送工艺可有效降低能源和经济损耗,但是随着气驱采油的推广,很多集输管道内的流体为油、气、水三相共存的状态。为了探究气体对凝油在壁面黏附现象的影响,利用自行研发的可承压搅拌釜装置对不同条件下凝油在壁面上的黏附质量进行了测量,发现溶解在原油中的气体可明显减小凝油的黏附量,但是质量突增时对应的温度点没有改变;随后在油田现场开展了高含水集输管道注气实验,发现随着管道内气油比的增加,最低进间温度从29℃降低至26℃,表明气体的存在改善了原油的流动性;最后,以“壁面剪切应力=屈服应力×系数”为理论依据,建立了可用于分层流集输管道的黏壁温度计算模型,经验证模型应用效果良好。 展开更多
关键词 溶气原油 低温集输 黏壁温度 注气实验 分层流
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均匀垂直电场作用下壁面约束比对气泡运动特性的影响
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作者 于佳 王宗勇 +3 位作者 李雅侠 张静 龚斌 张丽 《化学工程》 北大核心 2025年第5期54-59,94,共7页
为弄清电场条件下壁面效应对气泡运动行为的影响规律,采用数值模拟方法研究均匀垂直电场作用下壁面约束比对气泡上升和破碎特性的影响。利用相场方法捕捉气泡形状变化,考察电场强度和壁面约束比对气泡上升速度、形变及破碎时间的影响。... 为弄清电场条件下壁面效应对气泡运动行为的影响规律,采用数值模拟方法研究均匀垂直电场作用下壁面约束比对气泡上升和破碎特性的影响。利用相场方法捕捉气泡形状变化,考察电场强度和壁面约束比对气泡上升速度、形变及破碎时间的影响。结果表明:电场强度和壁面约束比越大,气泡越容易发生破碎;在电邦德数Bo e=1.0的条件下,壁面约束比r_(c)<2时,壁面力对气泡破碎起主要作用,气泡发生颈缩破碎,产生1大2小的子气泡,而当壁面约束比r_(c)≥3时,电场力对气泡破碎起主要作用,气泡发生中心破碎,产生等大的2个子气泡。对不同电场强度和壁面约束比下气泡发生破碎的可能性进行研究,得出能够导致气泡破碎的临界电场强度和壁面约束比。 展开更多
关键词 均匀垂直电场 气泡 破碎 壁面约束比 气液两相流 相场
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雷诺数对竖直壁面降膜厚度影响研究
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作者 钱晨 杨建文 +1 位作者 杨杨 杨斌 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第1期38-44,共7页
针对竖直壁面上的流动降膜特性问题,研究了基于平面激光诱导荧光法的液膜厚度测量方法,通过液膜厚度标定装置获得了图像灰度与厚度的对应关系,搭建了溢流式降膜流动循环实验系统,开展了不同体积流量下竖直壁面降膜厚度测量,同时开展了... 针对竖直壁面上的流动降膜特性问题,研究了基于平面激光诱导荧光法的液膜厚度测量方法,通过液膜厚度标定装置获得了图像灰度与厚度的对应关系,搭建了溢流式降膜流动循环实验系统,开展了不同体积流量下竖直壁面降膜厚度测量,同时开展了对应实验工况不同雷诺数竖直壁面降膜流动数值模拟研究。液膜厚度实验测量结果与数值模拟结果相对偏差最小为5.5%,最大为11.4%。在此基础上,重点研究了雷诺数对竖直壁面降膜厚度的影响,结果显示:壁面切应力和气液界面剪切力是导致液膜波动的主要因素;随着雷诺数的增加,因液体流动速度增加引起壁面切应力与气液界面剪切力差值加剧,液膜波动的振幅增加。 展开更多
关键词 竖直壁面降膜流动 液膜厚度 雷诺数 平面激光诱导荧光法 液膜波动
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