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高温壁面含氧液滴蒸发及微爆特性的试验研究 被引量：1
1
作者 吕明 陈昱欣 +1 位作者 宁智 赵锦胜 《力学学报》 北大核心 2025年第2期424-435,共12页
以含氧燃料液滴为研究对象,搭建了一套高温壁面液滴蒸发试验平台,并进行了试验系统一致性验证;在此基础上,分别开展了乙醇生物柴油、聚甲氧基二甲醚柴油(PODE柴油)以及二硝酰胺铵(ADN)溶液3种含氧燃料在沸点温度及Leidenfrost温度时的... 以含氧燃料液滴为研究对象,搭建了一套高温壁面液滴蒸发试验平台,并进行了试验系统一致性验证;在此基础上,分别开展了乙醇生物柴油、聚甲氧基二甲醚柴油(PODE柴油)以及二硝酰胺铵(ADN)溶液3种含氧燃料在沸点温度及Leidenfrost温度时的蒸发及微爆特性研究.结果表明, 3种燃料在两种特定温度下的蒸发及微爆特性均会呈现不同的现象:与沸点温度时不同,乙醇生物柴油液滴在Leidenfrost温度下,大部分时间在高温壁面上进行弹跳或者移动,液滴微爆延迟时间和持续时间明显变长,液滴微爆强度也相对较高;PODE柴油液滴在Leidenfrost温度下,最后的蒸发过程中并没较大铺展开,基本一直都在壁面弹跳或移动中消失,液滴微爆延迟时间和微爆持续时间相对变短,但液滴微爆强度变化较小;ADN推进剂液滴在Leidenfrost温度下,会不停地进行弹跳或者移动,直至液滴完全消失,液滴微爆对液滴体积影响较小(当量蒸发速率为0),液滴微爆延迟时间变短,且液滴微爆强度有一定的变小.另外,通过3种燃料微爆特性对比发现:ADN推进剂液滴在沸点温度下,蒸发时除了有气泡产生,内部组成成分之间还会发生剧烈的热解反应,进而产生着火现象,直至液滴消失,其微爆延迟时间相对最短,微爆持续时间占液滴生存时间的百分比也最小,但液滴微爆强度相对较大;PODE柴油液滴在沸点温度下的微爆延迟时间相对较长,微爆持续时间占液滴生存时间的百分比也较大. 展开更多
关键词 含氧液滴 高温壁面 微爆特性 沸点 Leidenfrost温度
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极低风速标定系统设计与调试
2
作者 周廷波 张正科 +3 位作者 田永强 郗忠祥 张国彪 高超 《航空动力学报》 北大核心 2025年第1期237-257,共21页
针对极低风速情形热线风速仪标定精度不够高,且标定易受温湿度变化污染的难点问题,设计了一座速度控制精度较高、同时能控制空气温湿度的极低风速标定装置。装置的速度范围为0.1~1.0 m/s,温度范围为常温~60℃,湿度范围为20%RH~80%RH。... 针对极低风速情形热线风速仪标定精度不够高,且标定易受温湿度变化污染的难点问题,设计了一座速度控制精度较高、同时能控制空气温湿度的极低风速标定装置。装置的速度范围为0.1~1.0 m/s,温度范围为常温~60℃,湿度范围为20%RH~80%RH。进行了布局形式论证、结构设计、部件设计;设计了运动速度控制系统、温湿度控制系统,并进行了调试。调试结果表明:速度控制最大误差和最大相对误差分别为0.000989 m/s和0.241%,达到设计指标0.003 m/s和0.4%,优于国际最优精度0.02 m/s和0.5%(风洞类)、0.001 m/s和0.82%(探头运动型);温度控制最大误差为0.9℃,达到设计指标1℃;湿度控制误差为2.9%RH,达到设计指标4%RH。将标定装置应用于某热线风速仪的标定,标定结果的拟合曲线最大误差为0.02236 m/s,满足标定精度设计指标0.03 m/s,处于国际风洞类标定装置误差范围0.018~0.03377 m/s内,接近国际探头运动型装置误差0.014 m/s;拟合曲线最大相对误差为5.214%,接近国际风洞类标定装置误差4%,接近国际探头运动型装置误差2.42%~15.04%的下限。标定装置的速度不确定度估计为0.0159 m/s,接近国际风洞类标定装置不确定度0.014~0.06 m/s下限和国际探头运动型标定装置不确定度0.012 m/s。 展开更多
关键词 极低风速 标定系统 速度控制 温度控制 湿度控制 热线标定
原文传递
基于流管模型的流动扰动数值表征及流弹失稳预测
3
作者 冯志鹏 齐欢欢 蔡逢春 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期322-328,共7页
为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态... 为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态项、相位差、扰动项)规律,然后以相位差函数为例,将其数学表达式作为流管模型的基本输入参数进行集成,预测管束结构的流弹失稳行为。结果表明,本文方法成功获得了众多流动扰动参数与曲线坐标及时间的关系,流动扰动参数的稳态项与曲线坐标的函数为正弦形式,相位差与曲线坐标的函数关系为线性形式;预测的临界流速与实验值吻合良好,证明了结合流动扰动数值表征和流管模型基本假设预测流弹失稳的可行性,为流弹失稳预测模型的开发提供了可行途径。 展开更多
关键词 流致振动 流弹失稳 流管模型 流动扰动 管束结构
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氢能利用技术关键力学问题研究进展
4
作者 程友良 王乃潇 +3 位作者 丁瑞 张磊 马伊宣 樊小朝 《力学进展》 北大核心 2025年第3期642-705,共64页
氢能作为一种零碳排放的能源载体,在应对全球气候变化和推动能源体系脱碳化发展中扮演着重要角色.本文系统性地综述了氢能利用技术中的关键力学问题及其研究进展,涵盖氢制取、纯化、储运、加注、应用以及安全等多个核心环节.分别介绍了... 氢能作为一种零碳排放的能源载体,在应对全球气候变化和推动能源体系脱碳化发展中扮演着重要角色.本文系统性地综述了氢能利用技术中的关键力学问题及其研究进展,涵盖氢制取、纯化、储运、加注、应用以及安全等多个核心环节.分别介绍了氢制取领域中化石能源制氢、电解水制氢及生物质制氢技术中的复杂流动、反应过程以及不同制氢方法下的力学挑战;探讨了氢纯化环节中变压吸附法和膜分离法中的耦合集成技术及其优化;分析了氢储运过程中高压气态储氢、低温液态储运及固态储氢技术中的力学问题,包括容器结构力学性能的优化、氢液化过程效率的提升以及绝热管理技术的改进等;研究了氢应用领域中氢加注过程的多因素耦合影响、氢燃料电池的传质与水热管理优化以及氢内燃机的燃烧特性;强调了氢安全中的泄漏与爆炸问题,涉及氢气的泄漏扩散、燃爆机理及防范措施;最后,针对管道输氢中的界面损伤与管内流动问题,提出了若干研究建议,为未来氢能产业的大规模发展提供理论支撑. 展开更多
关键词 氢能 传质与传热 泄漏与爆炸 渗透与氢脆 氢致开裂
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聚甲氧基二甲醚柴油液滴蒸发及微爆特性
5
作者 吕明 赵锦胜 宁智 《农业工程学报》 北大核心 2025年第2期85-93,共9页
柴油中调和一定比例的聚甲氧基二甲醚(PODE, polyoxymethylene dimethyl ethers),能显著降低柴油冷滤点并改善发动机燃烧质量,从而提高发动机热效率和降低排放污染物。该研究以PODE_(4)-柴油混合液滴为研究对象,搭建挂滴式试验系统,探究... 柴油中调和一定比例的聚甲氧基二甲醚(PODE, polyoxymethylene dimethyl ethers),能显著降低柴油冷滤点并改善发动机燃烧质量,从而提高发动机热效率和降低排放污染物。该研究以PODE_(4)-柴油混合液滴为研究对象,搭建挂滴式试验系统,探究PODE_(4)-柴油液滴蒸发和微爆特性及其影响因素。研究结果表明,PODE的添加有利于柴油液滴的蒸发;PODE柴油混合液滴的蒸发过程基本都只经历液滴归一化直径平方逐渐减小的平衡蒸发阶段。环境温度及液滴初始直径对液滴蒸发过程的影响均较为显著;PODE质量分数增大,可促进混合液滴的蒸发。PODE柴油液滴微爆过程分为3个阶段:延迟微爆阶段、剧烈微爆阶段和蒸发消失阶段。延迟微爆阶段是液滴吸收能量的过程,剧烈微爆阶段是液滴内气泡反复生成爆炸的过程,蒸发消失阶段是无气泡生成且液滴体积蒸发完毕的过程。环境温度及液滴初始直径对液滴微爆过程的影响相对单调,但当液滴初始直径为1.42 mm时,液滴当量蒸发速率会出现为0的现象;PODE质量分数对液滴微爆过程的影响较为复杂,PODE质量分数为40%的液滴进入微爆时间最长,液滴微爆持续时间最短,其液滴生存时间也最长;PODE质量分数为50%时,液滴微爆持续时间最长,其所占液滴生存时间百分比也最高。研究结果有利于加深对PODE柴油液滴蒸发及微爆影响因素及其影响规律的理解,从而为控制PODE柴油液滴蒸发及微爆过程提供重要依据。 展开更多
关键词 聚甲氧基二甲醚 柴油液滴 蒸发形态 微爆特性
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排气歧管弯曲角度和直径对流体流动特性的影响研究
6
作者 孟杰 郭嘉璇 +2 位作者 马孝昌 韩斌慧 季福海 《新疆职业大学学报》 2025年第1期74-80,共7页
排气歧管是发动机的必要零部件之一,排气歧管内气体的流动会直接影响到发动机的功率和扭矩,从而影响进气和燃烧过程,导致发动机的整体性能有所下降。而管道的弯曲角度以及直径等参数对气体流动特性的影响较大。因此本文利用有限元方法... 排气歧管是发动机的必要零部件之一,排气歧管内气体的流动会直接影响到发动机的功率和扭矩,从而影响进气和燃烧过程,导致发动机的整体性能有所下降。而管道的弯曲角度以及直径等参数对气体流动特性的影响较大。因此本文利用有限元方法分别对弯曲角度和管道直径不同情况下弯管的流体流动特性进行了分析,通过对比出口处速度分布和湍流强度的变化,得出了不同弯曲角度和直径管道流体流动规律。结果表明:涡流随着弯曲角度的增大而减小,流动分离出现并逐渐增大;随着管道直径的减小,涡流逐渐增大,流动分离逐渐减小,湍流强度的峰值随之减小。 展开更多
关键词 排气歧管 弯曲角度 管道直径 流体流动特性
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可控加载功能梯度材料设计程序改进与高通量优化设计
7
作者 李蕾 陈翰 +3 位作者 柏劲松 张睿智 张建 吴楯 《高压物理学报》 北大核心 2025年第11期37-46,共10页
为了实现梯度材料高通量优化设计,需要梯度材料加载性能的准确性和快速预测能力。人工智能技术结合飞速发展的硬件条件已逐渐成为不同学科领域的革命性研究工具。在材料科学领域,机器学习方法在材料的高通量设计和性能的高通量预测方面... 为了实现梯度材料高通量优化设计,需要梯度材料加载性能的准确性和快速预测能力。人工智能技术结合飞速发展的硬件条件已逐渐成为不同学科领域的革命性研究工具。在材料科学领域,机器学习方法在材料的高通量设计和性能的高通量预测方面均发挥着巨大作用。在可控加载梯度材料优化设计中引入机器学习方法,结合基于物理模型的计算结果,建立了较为准确的快速预测模型,显著提高了优化计算通量。多物质流体弹塑性计算程序MLEP在梯度材料实验设计和数据解读中已经过多轮校验,对实验结果具有较高的预测精度,基于该程序的数值实验样本可以建立高精度的代理模型。为了使MLEP可以应用于更宽范围的密度梯度材料设计及实验预测,在现有模拟程序中加入了p-α模型,用于描述低密度聚合物在冲击/准等熵加载中的力学行为,可以实现飞片密度从0.5 g/cm^(3)左右增大至15.0 g/cm^(3)。 展开更多
关键词 功能梯度材料 机器学习 高通量设计
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基于时空粒子图像的管道流速测量方法及验证
8
作者 吴家星 王浩 +3 位作者 许帅 朱瑶勇 周朱晶 明晓 《中国测试》 北大核心 2025年第1期105-110,共6页
管道流速测量除了得到流动方向的平均速度,有时还需要得到垂直流动方向的速度分布。该文提出一种新的光学非接触测量方法——一维粒子图像测速法(one-dimensional particle image velocimetry,1D-PIV),利用垂直于流动方向粒子的一维空... 管道流速测量除了得到流动方向的平均速度,有时还需要得到垂直流动方向的速度分布。该文提出一种新的光学非接触测量方法——一维粒子图像测速法(one-dimensional particle image velocimetry,1D-PIV),利用垂直于流动方向粒子的一维空间信息和时间信息构建时空状态矩阵,相关上下游两处时空状态矩阵即可完成平均流速和流速分布的测量。以DN35 mm直管搭建实验测试系统,在颗粒浓度为0.04 g/L条件下测量流速范围为84.99~261.10 mm/s的管道流,以单粒子追踪测速法(single particle tracking,SPT)作比对,1D-PIV测量的平均流速最大相对误差为2.67%,速度剖面最大相对误差为近壁面的1.73%。实验结果证明1D-PIV是一种简单有效的管道流速测量方法。 展开更多
关键词 管道流速测量 一维粒子图像测速 时空状态矩阵 互相关 单粒子追踪
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基于OpenFOAM的缺陷壁面附近空化泡动力学过程模拟
9
作者 杜先荣 尹建勇 +2 位作者 张永学 田磊 马明凯 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第1期39-46,共8页
基于OpenFOAM平台,采用汽液两相可压缩空化泡动力学模型对缺陷壁面附近空化泡的动力学行为进行了深入研究。结果表明:缺陷深度及缺陷形状显著影响了空化泡的动力学特性;相比于矩形缺陷,楔形缺陷更容易导致空化泡溃灭时能量集中,从而形... 基于OpenFOAM平台,采用汽液两相可压缩空化泡动力学模型对缺陷壁面附近空化泡的动力学行为进行了深入研究。结果表明:缺陷深度及缺陷形状显著影响了空化泡的动力学特性;相比于矩形缺陷,楔形缺陷更容易导致空化泡溃灭时能量集中,从而形成更为强烈的溃灭,造成更大的壁面压力峰值;随着缺陷深度的增加,空化泡第一次溃灭所造成的壁面压力峰值出现先减小后几乎不变的情况,空化泡第二次溃灭所造成的压力峰值一直在减小。 展开更多
关键词 空化泡 缺陷壁面 压力峰值 数值模拟 OPENFOAM
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基于重叠网格技术柔性旗帜与流体耦合运动数值模拟
10
作者 杜小振 郭东兴 +3 位作者 王文秀 韩艺 刘晓彤 王淑珺 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期473-483,共11页
为研究分析自然界与风能采集领域中柔性旗帜与空气流固耦合运动特性,基于空气动力学原理和二维柔性板轴向不可拉伸假设推导旗帜颤振非线性理论模型,研究了旗帜与空气之间的耦合运动,分析长度、质量比和风速对其运动特性影响。利用双向... 为研究分析自然界与风能采集领域中柔性旗帜与空气流固耦合运动特性,基于空气动力学原理和二维柔性板轴向不可拉伸假设推导旗帜颤振非线性理论模型,研究了旗帜与空气之间的耦合运动,分析长度、质量比和风速对其运动特性影响。利用双向流固耦合方法及重叠网格技术对旗帜随风摆动过程进行数值模拟,得出流场中旗帜运动行为及周围流场特性。结果表明:临界颤振风速随旗长增加而减小,摆动位移随风速增加先增大后减小;质量比越大,颤振频率越小,斯特劳哈尔数受其影响较小;旗帜尺寸一定时,风速较小,摆动位移、频率较小,风速超过临界颤振风速发生大幅度颤振现象;旗帜周围漩涡会经历产生、脱落和消失过程,周围压力及速度会随漩涡运动过程发生变化。可见采用基于重叠网格技术的数值模拟方法可有效解决柔性旗帜大变形问题,实现理论与数值仿真验证分析。 展开更多
关键词 柔性旗帜 流固耦合 重叠网格 流场 数值模拟
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细长旋转杆管柱与采出液耦合振动与碰撞数值方法研究
11
作者 岳欠杯 王笑笑 +2 位作者 王岗 李辉 徐燕璐 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期249-259,共11页
针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题,基于嵌套网格技术,建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域:背景网格和组件网格,推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值计算公式... 针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题,基于嵌套网格技术,建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域:背景网格和组件网格,推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值计算公式,采用分域方法对采出液流体域与杆柱固体域耦合进行求解,并建立了物理量传递方法和归一化收敛准则。搭建了垂直旋转杆柱与采出液耦合模拟实验装置,并将数值模拟结果和实验结果进行比较,验证了本文数值方法的正确性。研究了不同流体黏度、杆柱旋转速度条件下细长杆管柱间耦合振动与碰撞特性,结果表明:流体黏度越大,杆柱运动受流体黏性阻力的影响越明显,碰撞时的接触压力越小,振动越小;杆柱转速越大,振动越剧烈,杆柱受扭转变形的影响越明显,碰撞时的法向加速度越小,接触压力因此减小;当管柱间发生碰撞时,杆柱任意一点加速度发生突变,振动加剧。 展开更多
关键词 流固耦合振动 旋转杆柱 振动与碰撞 嵌套网格 分域方法
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关于矩形截面管道比摩阻的数值分析
12
作者 刘丽丽 陶聪颖 +3 位作者 王庆 杨含笑 杨晶 范家伟 《力学与实践》 2025年第1期238-241,共4页
《工程流体力学》本科生教材的基本理论和工程应用都是针对圆形管道适用的,而对于非圆形管道的计算,教科书中提到采用当量直径的方法,认为非圆形管道的阻力和当量直径相同的圆形管道近似,从而将非圆形管道按照圆形管道进行计算。但当量... 《工程流体力学》本科生教材的基本理论和工程应用都是针对圆形管道适用的,而对于非圆形管道的计算,教科书中提到采用当量直径的方法,认为非圆形管道的阻力和当量直径相同的圆形管道近似,从而将非圆形管道按照圆形管道进行计算。但当量直径相同的圆管和非圆形管的阻力受不同条件影响差别较大,所以本文采用数值计算方法分析影响矩形截面管道比摩阻的要素,为异型管阻力计算提供依据。 展开更多
关键词 矩形截面 比摩阻 当量直径
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磁驱六足微米机器人及其粒子微操控应用
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作者 王富焱 牟方志 《功能材料》 北大核心 2025年第8期8001-8007,共7页
发展了一种可用于粒子微操控的磁驱六足微米机器人。这种微米机器人可以通过溶剂热法简易制备,采用SEM、亥姆霍兹线圈磁控系统和数值模拟等对六足微米机器人进行了结构与运动性能分析,探究了粒子微操控机理和能力。结果表明:六足微米机... 发展了一种可用于粒子微操控的磁驱六足微米机器人。这种微米机器人可以通过溶剂热法简易制备,采用SEM、亥姆霍兹线圈磁控系统和数值模拟等对六足微米机器人进行了结构与运动性能分析,探究了粒子微操控机理和能力。结果表明:六足微米机器人尺寸在5μm左右,通过控制聚乙烯吡咯烷酮K30的加入能够实现对其尺寸和二级枝晶的合成调控。六足微米机器人具备良好的磁响应性能,能够在较低场强的磁场驱动下保证在90 Hz及以下的交变磁场频率参数范围内,实现与控制设备的同步响应,并表现出在高粘溶液中的运动适应性和高效性。利用涡旋效应和尾流效应,六足微米机器人可通过旋转频率调整来控制周围流场的强度和稳态,实现了对聚苯乙烯微球的可控捕获、运输及卸载。该六足微米机器人提供了一种在微米尺度上进行粒子精准微操控的新型工具。 展开更多
关键词 微纳米机器人 粒子微操控 涡旋效应 尾流效应 磁场驱动
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面向激光芯片的铬锆铜微流道热沉SLM制造与散热性能研究
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作者 蔡益勋 杨光照 +5 位作者 钟鑫 潘琳琳 曹明轩 付斌 袁铭辉 李会军 《半导体光电》 北大核心 2025年第4期630-637,共8页
采用选择性激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术制备铬锆铜(Cu-Cr-Zr)微流道热沉(Micro-Channel Heat Sink, MCHS)。对流道可成型最小尺寸进行优化和测试,当MCHS的流道高度和宽度的设计尺寸为1.7 mm时,实际流道高度和宽度成型... 采用选择性激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术制备铬锆铜(Cu-Cr-Zr)微流道热沉(Micro-Channel Heat Sink, MCHS)。对流道可成型最小尺寸进行优化和测试,当MCHS的流道高度和宽度的设计尺寸为1.7 mm时,实际流道高度和宽度成型尺寸约为1.078 mm,1.415 mm,若流道高度设计尺寸小于1.7 mm,则易发生流道堵塞现象。在热沉表面焊接半导体激光芯片后,测试输出特性,结果显示:激光芯片的阈值电流为1.02 A;当驱动电流为5.39 A时,激光芯片的输出功率为4.601 W、斜率效率为0.85 W/A;Cu-Cr-Zr微流道热沉的热阻为7.33℃/W。经过50 h的稳定性测试,激光芯片输出功率降低8.54%后趋于稳定。实验结果验证了SLM技术制备MCHS的可行性,并具有工业化生产的潜力。 展开更多
关键词 选择性激光熔化 CU-CR-ZR合金 微流道热沉 热管理
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功能梯度二维壁板的非线性颤振特性分析
15
作者 汪卫东 韩明君 冯瑞龙 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期203-214,共12页
基于Von Kármán非线性应变-位移关系和一阶活塞气动理论研究功能梯度壁板的非线性颤振特性分析。考虑不同梯度指数和孔隙率下功能梯度壁板,采用Galerkin法将功能梯度壁板的控制方程在整个气动弦长上进行积分变换得到非线性方... 基于Von Kármán非线性应变-位移关系和一阶活塞气动理论研究功能梯度壁板的非线性颤振特性分析。考虑不同梯度指数和孔隙率下功能梯度壁板,采用Galerkin法将功能梯度壁板的控制方程在整个气动弦长上进行积分变换得到非线性方程,再利用Routh-Hurwitz系统稳定性判据,将Hopf分岔化为非线性方程求根问题,求解出无量纲临界频率和无量纲临界流速。通过算例,分析了各参数变量对壁板气动弹性的稳定性影响,最后通过Runge-Kutta法对系统的气动弹性稳定性进行理论验证,其研究结果将为功能梯度壁板的设计优化提供理论依据。 展开更多
关键词 功能梯度材料(FGM) HOPF分岔 二维壁板 气动弹性
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不同流速下微通道相变微胶囊流动传热数值模拟
16
作者 兰志文 童军杰 +3 位作者 王婷玉 王淑香 洪健豪 黄茂森 《广州航海学院学报》 2025年第2期60-67,共8页
以长16 mm、宽1 mm微通道作为研究对象,利用Ansys Fluent软件对相变微胶囊与流体间的动量及热量传递进行模拟。通过应用网格重构模型以适应大范围网格变形,同时采用显热容法分析微胶囊芯材的相变潜热,研究了入口流体速度对相变微胶囊、... 以长16 mm、宽1 mm微通道作为研究对象,利用Ansys Fluent软件对相变微胶囊与流体间的动量及热量传递进行模拟。通过应用网格重构模型以适应大范围网格变形,同时采用显热容法分析微胶囊芯材的相变潜热,研究了入口流体速度对相变微胶囊、壁面与流体三者之间的传热、微通道出入口压差的影响,以及微胶囊在微通道中的运动规律。研究结果表明,在微通道中微胶囊受到流体曳力、马格努斯力、剪切力的共同影响,发生平移和旋转运动;在马格努斯效应的作用下,微胶囊运动轨迹先向壁面方向运动,再向主流方向运动,微胶囊的角速度逐渐减小。随着入口流体速度的增加,微胶囊悬浮液换热增强,分析认为,主要影响因素包括以下两点:一是流速增加导致的对流换热系数增加;二是流速增加导致微胶囊对壁面周围流体扰动增强。随着流体速度的增大,两者的效果均得到增强,其中前者的影响更为显著。此外,随着入口流体速度的增大,微胶囊平均角速度和微通道出入口压差逐渐增大;当工作流体为混合液、入口流体流速分别为0.2~0.6 m/s时,出入口之间的压差分别为49 Pa、81 Pa、118 Pa、161 Pa、208 Pa。 展开更多
关键词 相变微胶囊 微通道 流固耦合 强化传热 数值模拟
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基于Fluent模拟的横向离机速度和下降速度对伞降安全性的影响研究
17
作者 向雪松 习赵军 高春鹏 《中阿科技论坛(中英文)》 2025年第7期107-111,共5页
文章借助ANSYS Fluent中的拉格朗日-欧拉耦合算法,着重研究了高速伞降开伞前的动态变化过程。通过构建基于飞行员平均身高(1.72 m)的高精度假人模型,对多种工况下假人与伞具周围的流场特征及压力分布进行了模拟分析。研究结果表明,横向... 文章借助ANSYS Fluent中的拉格朗日-欧拉耦合算法,着重研究了高速伞降开伞前的动态变化过程。通过构建基于飞行员平均身高(1.72 m)的高精度假人模型,对多种工况下假人与伞具周围的流场特征及压力分布进行了模拟分析。研究结果表明,横向离机速度和下降速度的增加会导致涡流区扩大、压力差增大。当横向离机速度达50 m/s及以上时,负压区范围显著扩大,伞具出现开伞异常的概率随之上升;当下降速度达50 m/s及以上时,流场压力分布会发生剧烈变化,涡流核心区扩张,负压区进一步增大,对伞具开伞过程产生严重干扰,危及伞降安全。在跳伞初期,较高的下降速度或较大的横向离机速度均会使伞具与假人之间的负压区明显扩大,进而影响引导伞的正常展开。研究结果明确了影响开伞的关键涡流因素,为实际伞降操作提供了重要的理论支撑。 展开更多
关键词 计算流体力学 伞降空投 FLUENT 有限元仿真
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流体中碳纳米管增强复合材料梁的自由振动分析
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作者 吴迪 李联和 《内蒙古师范大学学报(自然科学版)》 2025年第5期514-523,共10页
基于一阶剪切变形理论(FSDT)和势流理论,研究流体中的功能梯度碳纳米管增强复合材料(FG-CNTRCs)梁的自由振动特性。通过分离变量法确定流体速度势和水动力载荷,结合Hamilton原理推导运动方程,并采用多域广义微分正交(GDQ)方法离散求解,... 基于一阶剪切变形理论(FSDT)和势流理论,研究流体中的功能梯度碳纳米管增强复合材料(FG-CNTRCs)梁的自由振动特性。通过分离变量法确定流体速度势和水动力载荷,结合Hamilton原理推导运动方程,并采用多域广义微分正交(GDQ)方法离散求解,计算梁在空气和流体中的固有频率。参数化研究分析长厚比、边界条件、碳纳米管(CNTs)分布模式及流体密度等参数对振动特性的影响。 展开更多
关键词 一阶剪切变形理论 功能梯度碳纳米管增强复合材料梁 自由振动 HAMILTON原理 多域广义微分正交(GDQ)方法
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利用激光测距仪测定气垫导轨上滑块阻力系数的研究
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作者 程昕宇 张清昊 肖婷 《大学物理实验》 2025年第1期39-43,共5页
采用激光测距仪结合编程技术对气垫导轨上滑块弹簧振子阻尼运动的阻力系数进行数据测量采集和分析,并探究气垫风速和滑块质量的影响。通过建模对阻力系数进行深入分析和讨论。研究发现阻力系数和阻尼常量随风速增加呈现先下降、再缓慢增... 采用激光测距仪结合编程技术对气垫导轨上滑块弹簧振子阻尼运动的阻力系数进行数据测量采集和分析,并探究气垫风速和滑块质量的影响。通过建模对阻力系数进行深入分析和讨论。研究发现阻力系数和阻尼常量随风速增加呈现先下降、再缓慢增加,而后快速增加的趋势;同等风速条件下,滑块质量越大,阻尼常量越小,而阻力系数则在质量增大到一定程度后才会增加。该结果为优化气垫导轨上的实验条件提供了参考。 展开更多
关键词 气垫导轨 阻尼振动 阻力系数 激光测距
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微柱阵列超疏水微通道流场与滑移效应的数值模拟研究
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作者 谢嘉澳 王昊利 《金陵科技学院学报》 2025年第2期71-78,共8页
通过数值模拟研究了方柱阵列Cassie态超疏水表面通道的压力驱动流,对比了单相流(“黏滑”复合壁面条件)和气液两相流模拟的结果。计算结果表明:Cassie态超疏水壁面对流场结构具有较大影响,固壁面积占比越大,流速越低,截面流量越小;空气... 通过数值模拟研究了方柱阵列Cassie态超疏水表面通道的压力驱动流,对比了单相流(“黏滑”复合壁面条件)和气液两相流模拟的结果。计算结果表明:Cassie态超疏水壁面对流场结构具有较大影响,固壁面积占比越大,流速越低,截面流量越小;空气面积占比越大,滑移减阻效应越明显;两种数值模拟方法所获有效滑移长度变化规律趋于一致,但由于微柱间气体具有黏性作用,气液两相数值模拟的速度低于不考虑气体黏性的单相流模型,导致前者有效滑移长度总是小于单相流模型;流体介质为水时,滑移长度最小相对偏差约32%,表明用无黏性气体的理想模型代替考虑气体黏性影响的模型存在较大局限性。 展开更多
关键词 微柱体阵列 超疏水 有效滑移长度 微通道流场
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