90°细弯管内稀疏气固两相流动数值研究

为了研究细弯管内稀疏气固流动条件下颗粒的分布特性,采用离散相模型( DPM)追踪颗粒行为,利用雷诺应力 模型( RSM)模拟气相的湍流流动,考虑了流体一颗粒间的双向耦合作用。通过对颗粒和气体流动行为的分析,得到了气 体压力、速度及颗粒浓度等的分布,研究了细弯管内颗粒流动行为的形成机理。结果表明：细弯管内气相压力沿流动方 向逐渐降低;弯管段内气相最大速度沿管外壁分布;水平段颗粒作下沉运动,弯管段颗粒浓度先分两束,后成单束贴壁流 动,最终杂乱分束,在竖直段彻底弥散化,这是由于各管段不同主要作用力所导致。     

市政供水管道充水排气工况下气液两相流瞬态数值模拟分析

利用ANSYS FLUENT 16.0提供的欧拉两相流模型和标准k-ε湍流模型对市政供水管道掺杂气体的过程进行数值模拟,分析管段中气液两相的瞬态分布、管段沿中心线的瞬态流速分布、两相间的相互作用以及管段沿中心线压力的分布情况。结果表明,管段内气液两相的速度差是造成两相掺混的根本原因,并且导致水头损失增加、气液相互作用内能增加,从而使下游管段压力降低了约40%~80%。因此,可以通过监测下游管段压力降低程度,定性的分析监测点上游管段中气液掺混程度,从而预测爆管发生的可能性。管段中弯头部分存在空气滞留区即"死区",弯头角度由90°更改为135°时模拟管段中气液两相瞬态分布,结果表明死区可以基本消除。     

分支管气固两相流动阻力性能的研究

在水平T型分支管道中,用压缩空气对平均粒径分别为0.25 mm和0.5 mm的砂石进行气力输送试验,对气固两相流动的阻力性能进行研究.试验结果表明,在发送压力保持不变的情况下,当输送气速逐渐下降时,分支管的单位长度压差在开始时减小,但当输送气速下降到一定程度后,单位长度压差下降趋势减缓,有时甚至转而增大;当分支管路流量控制阀开度差值由小变大时,两分支管路中颗粒产生沉积时的临界速度发生相反方向的变化,且平均粒径较小的颗粒临界速度相对较大.     

稀相喷动流化床的流动特性

根据玻璃纤维毡增强热塑性树脂基复合材料(GMT)制备新工艺特点,提出了稀相喷动流化床的操作方式。测量了床内颗粒速度分布,考察了操作条件、体系结构等因素对流化床流动特性的影响。结果表明:稀相喷流床中环隙区颗粒的下降速度比传统喷动床高出一个数量级;床内颗粒的喷动和输送的主要影响因素是喷动气,亦受到流化气、导向管、喷嘴内径的影响。另外对中试装置内物料的流动特性进行了研究,为工艺的开发、设计和操作提供理论依据。     

大颗粒气固流化床内两相流动的CFD模拟

采用欧拉双流体模型和颗粒动力学方法,数值模拟了大颗粒流化床在不同密度、布风装置及曳力模型情况下的气固两相流动,考察了大颗粒流化床流化和流动特点,颗粒体积分率分布,床层压力瞬时变化,床层碰撞比,以及颗粒速度径向和空隙率轴向分布规律.研究结果表明,与直型布风板流化床比较,凹型布风板流化床内的气泡产生快,颗粒横向运动能力强;随着颗粒密度的增大,其在凹型布风板流化床边壁处的速度比中心位置处减小的快;比较3种曳力模型,发现其模拟的轴向空隙率分布和床层压力存在较大差异,且与床层膨胀比实验关联式相比,3种模型预测的值比实验关联式要大一些.通过研究,3个曳力模型中Gidaspow模型相对适用于大颗粒气固流化床的数值模拟.     

稀疏软性磨粒流的磨粒群分布及其动力学特性研究

利用CFD技术和PIV测量研究了结构化表面约束流道内的流场和磨粒群分布。基于液 固两相流体耦合理论,利用欧拉 拉格朗日模型中的DPM模型和标准κ ε湍流模型对V型纹理矩形截面流道内颗粒运动进行了数值模拟,计算了流场中的湍流性能等参数。结果表明：V型纹理矩形截面约束流道内磨粒群的分布总体均匀,各速度矢量紊乱无序,靠近底部壁面区域颗粒相对比较密集,这些都有利于磨粒对壁面的微力微量切削。     

熔盐泵内颗粒属性对固液两相流动的影响

熔盐泵工作环境的特殊性会导致泵内含有熔盐小颗粒,这些小颗粒使泵性能下降,并降低过流部件寿命。为探 究熔盐泵输送两相介质时的性能,基于Eulerian多相流模型和标准K-8湍流模型,采用FLUENT软件对不同的颗粒属性 （粒径、体积分数、密度）产生的影响做了研究。结果表明：颗粒对泵流动产生了较为明显的影响,粒径越大的颗粒在工 作面处的体积分数越高,固相离析作用也越来越明显。泵内部存在一些体积分数与进口颗粒体积分数相等的点,这些点 形成的曲面的形状和位置不随颗粒的属性改变而改变。这些曲线的形状和位置可用来判断泵内流动的状态和泵结构设 计的合理性。该研究发现的一种全新的两相流现象,可用于初步判断固液两相流泵的水力性能。     

U形管内浆体输送特性研究

为了探究通过U形管路输送不同质量分数颗粒的浆体流变特性，课题组对其内部流场进行了研究。通过计算流体动力学软件FLUENT对水平U形管内浆体的流动进行了数值模拟，获得了入口段、出口段及弯头等5个截面处颗粒的速度和体积分数分布情况，并且通过计算分析了速度、颗粒质量分数和管径对弯管压降的影响。研究结果表明：在弯头处二次流的存在，导致弯头局部流动情况变得复杂，使得截面内侧颗粒体积分数高于外侧；管道沿线的压降受流速和颗粒质量分数的影响很大，随着颗粒质量分数的增加，剪切应力和剪切黏度的增加导致压降增大。课题组的研究有助于了解颗粒质量分数和流速对浆体流变的影响。     

离心泵内气相体积分数及相对速度分布规律研究

为研究离心泵输送气液两相介质时的内部流动规律,采用FLUENT软件对其内部流动进行数值模拟,研究叶轮内不同截面处的气液两相流动,分析进口气相体积分数和流量对叶轮内部流动的影响,以揭示叶轮内不同截面处气相分布与相对速度随进口气相体积分数与流量的变化规律。研究结果表明：前盖板附近截面气相集中区域较大;大流量对气相的积聚具有一定的冲刷作用;在设计工况下,泵内气相体积分数随叶轮半径的增加先增大后减小;进口气相体积分数对前盖板截面附近相对速度影响较大,中截面和前盖板截面附近相对速度受流量的影响较大。研究结果对气液两相流泵的优化设计及高效运行具有参考价值。     

飞机除冰冲击射流多相流耦合模型研究

以飞机除冰喷洒作业为研究对象,对冲击射流与冲击壁面进行建模和数值模拟,分析了冲击壁面的速度压力分布特性。用相场函数φ解释了相场和水平集模型模拟出的射流偏转现象,探讨了冲击射流周围压强分布梯度不均匀的原因,以Realizable k-ε湍流模型为基础对比了不同多相流数值模型的模拟结果。发现冲击射流的截面沿着中心轴线呈锥状发展,在滞点处流速迅速衰减为0,压强达到最大值。壁面射流在偏离滞点0.15～0.2 m的位置逐渐获得最大流动速度。最后对比了实验常用的紊流系数与不同多相流模型的模拟结果。综合考虑模型模拟出的速度、压力分布特性及射流紊流系数得出结论：混合物模型和相传递混合模型比较适合进行飞机除冰射流以及类似的大流速、多流体微团类的流动研究。     

高雷诺数层流管道中颗粒惯性聚集力学成因的数值研究

根据高雷诺数和低雷诺数层流管道中颗粒不同的聚集情况，课题组根据“相对运动原理”并结合CFD技术，建立了“相对运动模型”。采用数值模拟研究了在圆形截面通道高雷诺数层流中颗粒所受惯性升力的空间分布特征；探究了颗粒惯性聚集现象在高雷诺数层流管道中所出现的内部聚集圆环的力学成因和影响因素。研究结果表明：颗粒在高雷诺数工况下所受的惯性升力的空间分布规律与低雷诺数工况完全不同；在靠近通道中心处出现了新的升力零点，是形成颗粒内环聚集区域的力学成因。这种现象的产生和颗粒表面的剪切应力分布及压力分布有关，其中剪切应力分布的变化占主导作用。     

尤拉屯高产气井完井管柱振动损伤研究

针对尤拉屯气田典型管柱在生产过程中高速气流诱发的振动问题，展开了管柱振动损伤研究，研究中采用了 大型有限元分析软件ANSYS 建立高产气井带封隔器油管柱振动的有限元模型。利用该模型对管柱进行了振动分析， 分析结果表明：离封隔器越远振动位移、速度和加速度的幅值越大。详细地研究了全井段油管柱的轴向应力变化、屈 曲损伤和中和点变化，同时分析了不同位置和不同产量下，屈曲管柱与套管柱的接触压力随时间的变化关系，为管柱 摩擦磨损损伤机理的深入研究提供了定量的数据。最后对管柱进行了疲劳寿命预测，为管柱振动损伤预防措施的提 出提供了理论基础。     

基于模糊回归的交通流量预测模型

通过分析历史流量数据与上游路段的流量数据,建立基于模糊回归的交通流量预测模型。并通过长春市路段上的实际数据验证表明,各拟合的中心值和观测值的相对偏差平均在8%以内,论文建立的模糊回归对于单个路段预测的结果比较好,效果要优于简单的多元回归方法。表明此方法在实际应用中是切实可行的。     

两区复合油藏二次梯度非线性渗流模型研究

考虑二次压力梯度影响的非线性渗流模型比常规线性模型更能准确反映地下原油在油藏中的渗流规律。针对两区复合油藏，从达西定律、质量守恒原理出发，结合状态方程，推导出了考虑二次压力梯度影响的渗流方程，建立了二次压力梯度两区复合油藏非线性渗流试井模型。通过变量代换，将渗流方程线性化，求得Laplace空间解析解，利用数值反演获得实空间解，从而绘制出带二次压力梯度影响的两区复合油藏试井样版曲线，对不同参数进行了敏感性分析。误差分析表明二次压力梯度影响不应被忽略。     

弯曲液面的附加压强

本文主要从球形液面内、外的压强差和任意弯曲液面内、外的压强差两个方面推导 了弯曲液面的附加压强公式。     

高温在线腐蚀监测机构温度场分析

采用ANSYS软件对高温在线腐蚀监测机构进行温度场分析,分析了沿探针杆中心轴线和沿保温层径向的温度分布情况。分析采用比现场更苛刻的数据作为模拟数据。用传热学中精度较高的经验公式来计算管道内外侧的对流传热系数。模拟分析的结果对密封填料、探针、保温层、闸阀、法兰等的设计及选用具有指导作用。分析显示保温层壁温和理论计算结果误差在0.02%以内,所设计和选用的零部件能用于高温管道中。     

脉动燃烧器及其尾管传热分析

开发研制了Helmholtz型膜片阀式脉动燃烧器及其实验数据采集系统，脉动燃烧器的功率为25KW，以液化石油气为燃料，其工作频率从60-105Hz可调，研究了脉动燃烧器燃烧室内压力及其尾管传热特性，结果表明，脉动流传热系数是非脉动流传热系数的2.5-3.2倍。     

方形铝箔碎屑收集管数值优化设计

为了解决铝箔剪切机工作中存在的碎屑收集难题，课题组使用CFD方法计算了不同设计结构时的管路流场，在深入分析挡板布置及支管至出口距离设置对双支管吸力影响规律的基础上，重点探讨了不同压力 速度耦合分布现象出现的原因，并给出管路优化建议。数值模拟结果表明：2个支管前设置挡板时，第2个挡板会阻碍第1个支管后部气流运动，形成较大低速涡流区，无法形成负压及吸力；当2个支管使用连通挡板时，可以产生负压及吸力，但由于支管至出口距离不一致导致速度差异达62.24%；2个支管至出口距离相同时，在支管口形成均匀负压及吸力，可满足工业需求。此外，支管与主管倒圆角设置时对气流有良好的“导向”作用，支管速度可提高6%左右。     

我国省内省外流动人口生育水平差异及原因探析

根据2005年全国1％人口抽样调查、“五普”等资料数据,通过交叉分析和相关性分析对我国省内省外的流动人口生育水平及影响因素进行了描述和探析。研究结果显示：我国省内流动人口比省外流动人口的时期生育水平高,两者的一般生育率分别为45．47‰与34．17‰,总和生育率分别为1．215与0．817,终身生育水平低,省内流动人口的二孩及多孩率低于省外流动人口;因婚姻家庭因素而流动的人口在各年龄段的分布与流动人口年龄结构的错位,是造成省外流动人口时期生育水平低于省内流动人口的根本原因;总和生育率在反映省外流动人口生育水平时,并不能显示省外流动人口因家庭、婚姻化的发展而导致的生育水平上升,所以并不能反映省外流动人口真实的终身生育水平。