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热场作用下液滴在多孔不锈钢材料中的渗透动力学性能
1
作者 王孝义 王子雄 +2 位作者 梁方玲 江挺 张国涛 《工程力学》 北大核心 2026年第4期243-251,共9页
为探究热场作用下液滴在多孔材料中的渗透性能,以多孔不锈钢材料为研究对象,建立多孔材料表面液滴渗流动力学模型。利用COMSOL仿真软件和水平集方法跟踪液滴渗透过程中两相界面的变化,分析液滴在多孔表面的渗流形态和传热性能,探讨液滴... 为探究热场作用下液滴在多孔材料中的渗透性能,以多孔不锈钢材料为研究对象,建立多孔材料表面液滴渗流动力学模型。利用COMSOL仿真软件和水平集方法跟踪液滴渗透过程中两相界面的变化,分析液滴在多孔表面的渗流形态和传热性能,探讨液滴在多孔材料中的渗透和铺展行为,研究多孔表面温度对液滴渗流动力学性能的影响。结果表明:孔隙结构中的毛细管压力驱使液滴在多孔材料中发生铺展和渗透现象;液滴渗透过程中,液滴铺展前沿发生流体涡流现象,涡流将底部吸热升温的流体带回液滴中心,使整个液滴内部的温度分布更加均匀,液滴的渗透性能增强;升高多孔材料表面温度或降低液滴比热容,均能提高固液两相之间的传热作用,加快多孔材料内部温升速率,进而增强液滴在多孔材料中的渗透性能。研究结果为理解液滴在多孔材料表面的渗流和传热机理提供理论依据。 展开更多
关键词 热场 液滴 多孔材料 渗透 传热
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颗粒声凝并微观动力学离散元模型及数值模拟
2
作者 凡凤仙 许玥 《中国粉体技术》 2026年第1期33-43,共11页
【目的】为了弥补现有声凝并微观动力学模型的不足,构建在多机制耦合作用下的改进的颗粒声凝并动力学离散元模型,提高颗粒微观动力学行为预测的准确性。【方法】采用离散元方法研究驻波声场中颗粒间相互作用的过程;对在声尾流与互散射... 【目的】为了弥补现有声凝并微观动力学模型的不足,构建在多机制耦合作用下的改进的颗粒声凝并动力学离散元模型,提高颗粒微观动力学行为预测的准确性。【方法】采用离散元方法研究驻波声场中颗粒间相互作用的过程;对在声尾流与互散射效应耦合作用下的气相速度进行修正,建立改进的颗粒声凝并微观动力学离散元模型;将基于传统模型和改进模型得到的模拟结果与实验结果进行对比,验证所提出的改进模型的准确性,进而探究颗粒初始位置对2个颗粒声凝并时间的影响。【结果】改进模型不仅能够准确预测颗粒碰撞时间,还能完整再现实验中观测到颗粒相互靠近直至声凝并形成稳定颗粒团并继续运动的全过程;对于初始位置在2个相邻波节点之间的颗粒,粒径较大的颗粒发生声凝并的初始位置区间更大,声凝并时间更短;颗粒的声凝并时间随初始位置的变化呈对称性,颗粒初始位置越靠近波腹点,声凝并时间越短。【结论】与传统模型相比,改进的颗粒声凝并微观动力学离散元模型具有更高的精度。 展开更多
关键词 颗粒动力学 声凝并 离散元方法 气固两相流
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氨气气泡在水中的上升和传质特性
3
作者 杨云淏 王宗勇 +3 位作者 李雅侠 张春梅 龚斌 张丽 《化学工程》 北大核心 2026年第1期46-51,58,共7页
利用VOF(流体体积)法和渗透理论模型对氨气气泡在水中的上升和传质过程进行数值模拟,并对模拟结果进行实验验证。考察气泡初始直径对其上升过程中速度、尾流、传质尾迹及传质系数的影响。结果表明:传质过程对氨气气泡的上升过程影响显... 利用VOF(流体体积)法和渗透理论模型对氨气气泡在水中的上升和传质过程进行数值模拟,并对模拟结果进行实验验证。考察气泡初始直径对其上升过程中速度、尾流、传质尾迹及传质系数的影响。结果表明:传质过程对氨气气泡的上升过程影响显著。传质对大气泡速度波动影响更大。在上升过程中,气泡初始直径越大,横向速度波动幅度越小,纵向速度波动幅度越大。传质过程使气泡尾流更早发生从对称态到过渡态以及最后到不对称周期性脱落状态转变。随着初始直径增大,气泡尾流的长度和宽度增加,尾流涡旋的不对称程度增大,尾流结构对小气泡传质影响更大。气泡传质尾迹初始呈现出明显的轴对称特征,随着时间的推移,在尾流和扩散的作用下,气泡传质尾迹变得越不规则。初始直径越大,气泡上升过程中的传质系数越小。 展开更多
关键词 氨气 气泡 传质 尾流 气液两相流 数值模拟
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集输立管参数对气液两相流断流范围影响研究
4
作者 刘添宇 邹遂丰 +3 位作者 王寒玄 许路寒 杜耀华 郭烈锦 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第1期225-232,共8页
海洋油气输运中,断流会导致液塞生长,进一步导致出口流量的剧烈波动,造成极大压力损失。本文以水平114 m、下倾18.7 m、立管16.3 m的集输立管系统为研究对象,对不同集输立管参数的气液两相流断流范围进行了数值模拟研究。结果表明,下倾... 海洋油气输运中,断流会导致液塞生长,进一步导致出口流量的剧烈波动,造成极大压力损失。本文以水平114 m、下倾18.7 m、立管16.3 m的集输立管系统为研究对象,对不同集输立管参数的气液两相流断流范围进行了数值模拟研究。结果表明,下倾角度越小,断流发生区域越小;在立管底部压力相同的情况下,立管高度越大,分离器压力越小,断流发生区域越大。此外,本文预测模型可以得出给定流量下断流发生的临界管径,为海上油气混输管道设计提供理论参考。 展开更多
关键词 集输立管 两相流 断流 流型转变 堵塞
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两相流条件下微纳塑料颗粒迁移及滞留机理研究
5
作者 刘启明 杨志兵 吴婷 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期222-235,共14页
微纳塑料(micro/nano-plastics,M/NPs)在多孔介质中的迁移与滞留机制是土壤与地下水污染领域的重要问题,然而受当前可视化技术的限制,两相流条件下M/NPs迁移与滞留过程的细观机理尚不明确。本研究基于三维可视化实验平台,直接观测并量... 微纳塑料(micro/nano-plastics,M/NPs)在多孔介质中的迁移与滞留机制是土壤与地下水污染领域的重要问题,然而受当前可视化技术的限制,两相流条件下M/NPs迁移与滞留过程的细观机理尚不明确。本研究基于三维可视化实验平台,直接观测并量化了渗吸条件下M/NPs在孔隙空间中的分布特征,重点分析了驱替结束后其在多孔介质骨架颗粒接触区、固相表面及液液界面的滞留规律,探究了M/NPs粒径与驱替流量对其空间分布的控制机制。结果表明:M/NPs粒径通过改变M/NPs-固相表面与M/NPs-流体界面间的相互作用能来主导其滞留位点的选择;而M/NPs间的相互作用能大小是决定其能否聚集成团簇并滞留在孔隙空间的关键因素;驱替流量则通过改变固相湿润相界面面积影响其滞留总量。此外,M/NPs滞留在多孔介质中不同点位的主导机制不同,其在多孔介质骨架颗粒接触区的滞留主要受筛分作用控制,而在固相表面与液液界面处的滞留则主要依赖于界面吸附作用。在高剪切条件下滞留在固相表面的M/NPs可能会脱落,而骨架颗粒接触区作为低速区,其聚集团簇数量随流速增大而增加。本研究揭示并量化了M/NPs粒径与流速对其迁移滞留的作用机制,可为预测土壤和地下水等多相流体环境中污染物的迁移与归宿提供重要的理论依据。 展开更多
关键词 微纳塑料 多孔介质 两相流 滞留机理 分布特性
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基于双压差的空气-水段塞流流量测量
6
作者 马小俊 徐强 +1 位作者 洪奥越 郭烈锦 《化工学报》 北大核心 2026年第1期425-434,共10页
段塞流的流动结构在时间和空间上具有不稳定性,导致其压差波动较大,从而影响流量测量精度。提出了一种利用旋流器和文丘里管测量段塞流流量的新方法。引入液相修正系数θw和气相修正系数θg建立了新的气液流量测量关联式,用于计算体积... 段塞流的流动结构在时间和空间上具有不稳定性,导致其压差波动较大,从而影响流量测量精度。提出了一种利用旋流器和文丘里管测量段塞流流量的新方法。引入液相修正系数θw和气相修正系数θg建立了新的气液流量测量关联式,用于计算体积含水率或气液总体积流量,当已知气液总体积流量时体积含水率的预测误差小于±2%。旋流器将复杂流动转化为规整的气芯-液环流,不仅可以拓宽气相流量测量范围,还可以提高流量测量精度。引入轴向压差与径向压差之比δ建立了体积含水率预测模型,其相对误差小于±15%。结合体积含水率预测模型与流量测量关联式实现气液总体积流量的测量,其相对误差小于±12%。 展开更多
关键词 流量测量 段塞流 压差 体积含水率
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立式螺旋管内亚临界水-水蒸气两相流截面含气率研究及预测模型建立
7
作者 杨淇淞 武萧衣 +5 位作者 常福城 杨佳琪 娄嘉诚 李志斌 李熙 李会雄 《化工进展》 北大核心 2026年第2期685-693,共9页
螺旋管式蒸汽发生器因其结构紧凑和换热高效成为第四代核反应堆的关键组件。针对亚临界压力下螺旋管内高温高压水-水蒸气两相流的截面含气率分布特性,本文建立了γ射线测量平台,开展了宽工况范围的实验测量。实验结果表明,截面含气率随... 螺旋管式蒸汽发生器因其结构紧凑和换热高效成为第四代核反应堆的关键组件。针对亚临界压力下螺旋管内高温高压水-水蒸气两相流的截面含气率分布特性,本文建立了γ射线测量平台,开展了宽工况范围的实验测量。实验结果表明,截面含气率随热平衡干度的增加而增加,且截面含气率-容积气流率关系曲线为分段线性关系,据此将螺旋管内高温高压水-水蒸气两相流的流型划分为泡状流、间歇流和环状流。基于本文实验和前人文献数据,开发了适用于亚临界压力条件下螺旋管内水-水蒸气两相流在不同流型条件下截面含气率的新预测模型,并采用实验数据验证了其预测精度。结果表明,相较于现有的含气率预测模型,本文建立的新预测模型在泡状流和间歇流区域分别提升了47.5%和15.6%的预测精度,显著优于现有模型,可为第四代核反应堆螺旋管蒸汽发生器的设计提供参考。 展开更多
关键词 螺旋管 两相流 截面含气率 漂移通量模型 γ射线法
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趋旋性微藻悬浮液中自驱动增强混合数值研究
8
作者 金铭杰 董乐然 +2 位作者 刘鑫 曹稳 郭烈锦 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第1期178-188,共11页
为了精确控制游动微生物在高值产物生产等过程中反应器流动分布,并探究利用微生物自身游动促进反应器内混合分布的可行性,建立了一个基于有限体积法的液固两相、双向耦合连续–离散模型,并考虑了微生物的主动运动。微生物游动方向受到... 为了精确控制游动微生物在高值产物生产等过程中反应器流动分布,并探究利用微生物自身游动促进反应器内混合分布的可行性,建立了一个基于有限体积法的液固两相、双向耦合连续–离散模型,并考虑了微生物的主动运动。微生物游动方向受到重力、环境涡流以及高斯白噪声共同作用。基于构建的模型,在静止的矩形区域内研究微生物的分布和群体参数变化以及对环境流体造成的活性湍流。结果发现了悬浮液中多种活性分布现象。随后本文针对不同微生物质量分数及颗粒雷诺数做出相图并分析相分布随两自变量影响的关系。该模型提供了微生物悬浮液活性系统流动精细控制预测设计方案,为高浓度微生物的高效利用提供理论指导。 展开更多
关键词 活性颗粒系统 生物体系 群体主动运动 精细生物化工 计算流体动力学
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平纹编织CFRP真空热烧蚀行为数值模拟与实验研究
9
作者 殷乾峰 张家雷 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第2期17-26,共10页
以激光作为加载热源,结合数值模拟与实验方法,研究了平纹编织碳纤维增强树脂复合材料在真空环境下的热烧蚀行为。建立了编织复合材料的细观热烧蚀理论模型,基于纤维纱线-基体双相建模策略,并结合有限元热分析模块与自定义子程序,实现了... 以激光作为加载热源,结合数值模拟与实验方法,研究了平纹编织碳纤维增强树脂复合材料在真空环境下的热烧蚀行为。建立了编织复合材料的细观热烧蚀理论模型,基于纤维纱线-基体双相建模策略,并结合有限元热分析模块与自定义子程序,实现了纤维与基体热导率的非线性演化及烧蚀形貌的动态模拟。基于红外与热电偶测温系统,设计实验并获得了材料辐照面的瞬态温度场、背面温升曲线以及烧蚀前后表面反射率的光谱变化。结果表明,真空环境下复合材料未出现起火现象,环氧树脂基体发生明显热分解与质量损失,而碳纤维形貌保持相对稳定。数值模拟结果与实验数据吻合良好,表明所建立的模型能够表征真空环境下材料的烧蚀温度场与形貌演变规律,可为复合材料在极端环境下的热安全评估和优化设计提供参考。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂复合材料 平纹编织 烧蚀 温度场 真空
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颗粒-槽道湍流两相流中热辐射和粒径分散性对流动和传热的影响
10
作者 王雪柔 范东亮 +1 位作者 唐晓峰 董宇红 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期96-107,共12页
颗粒-槽道湍流两相流广泛存在于自然和工程应用中,研究其流动和传热特性至关重要.研究竖直槽道湍流中辐射加热颗粒的粒径分散性对颗粒分布形态的影响和对流动的调制作用.流体相采用直接数值模拟,颗粒相采用拉格朗日粒子追踪模型,考虑颗... 颗粒-槽道湍流两相流广泛存在于自然和工程应用中,研究其流动和传热特性至关重要.研究竖直槽道湍流中辐射加热颗粒的粒径分散性对颗粒分布形态的影响和对流动的调制作用.流体相采用直接数值模拟,颗粒相采用拉格朗日粒子追踪模型,考虑颗粒与流体之间的动量交换和热交换.研究结果表明,多尺度湍流结构对流场中不同粒径颗粒产生了不同的离心效果,使多粒径颗粒聚集在不同位置,导致多粒径颗粒相比单粒径颗粒在流场中的分布更均匀.另一方面,颗粒的空间位置分布影响相间能量交换,使得相比于单粒径热颗粒-湍流两相流,多粒径热颗粒能够促进相间的动能和热交换,提高流体的动能和温度,同时避免流场出现温度极值. 展开更多
关键词 粒径分散性 稀疏两相湍流 直接数值模拟 颗粒-槽道湍流
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小球入水空泡内外流场同步测量实验教学设计与实践
11
作者 李志鹏 方明 +2 位作者 孙龙泉 于志超 王鹏霄 《实验室研究与探索》 北大核心 2026年第2期127-132,共6页
为响应新工科建设中学科交叉、科教融合及项目式实验教学的要求,开展了跨介质冲击动力学自主创新实验的探索,设计并实践了“小球入水空泡内外流场同步测量”教学实验项目。该项目以小球入水空泡为测试对象,引入荧光粒子PIV测试技术、双... 为响应新工科建设中学科交叉、科教融合及项目式实验教学的要求,开展了跨介质冲击动力学自主创新实验的探索,设计并实践了“小球入水空泡内外流场同步测量”教学实验项目。该项目以小球入水空泡为测试对象,引入荧光粒子PIV测试技术、双高速摄像同步观测系统和流化床粒子播撒装置,引导学生自主开展入水空泡瞬态多相流场的测量实验。该实验教学实践显著加深了学生对先进流场测量技术的理解,增强了其分析瞬态多相流问题的能力,有效提升了学生的创新实践水平。 展开更多
关键词 多相流场测量 入水空泡 荧光示踪粒子 实验教学
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一维非混相两相流模型稳态解的分析与模拟
12
作者 桑梓桐 陈亚洲 《应用数学进展》 2026年第2期149-164,共16页
本文研究了一类非混相两相流模型,即一维可压缩Navier-Stokes/Allen-Cahn系统的稳态解及其界面极限问题。针对该模型的边值问题,证明了稳态解的存在性,并通过匹配渐近展开方法推导出界面层内的相场的近似解,结合经典BVP解算器和PINN方法... 本文研究了一类非混相两相流模型,即一维可压缩Navier-Stokes/Allen-Cahn系统的稳态解及其界面极限问题。针对该模型的边值问题,证明了稳态解的存在性,并通过匹配渐近展开方法推导出界面层内的相场的近似解,结合经典BVP解算器和PINN方法,建立了精确的边界值问题求解框架,验证了该稳态解的界面极限。 展开更多
关键词 一维扩散界面模型 Navier-Stokes/Allen-Cahn系统 匹配渐近展开 物理信息神经网络 界面极限
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不同进料浓度下垂直水力输送颗粒的动力学特性研究
13
作者 张松涛 晏飞 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 2026年第1期25-35,共11页
为探究不同进料浓度对垂直水力输送中颗粒动力学特性的影响,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)与电阻层析成像技术(electrical resistance tomography,ERT)分析了颗粒速度与局部浓度分布,通过本征正交分解(proper o... 为探究不同进料浓度对垂直水力输送中颗粒动力学特性的影响,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)与电阻层析成像技术(electrical resistance tomography,ERT)分析了颗粒速度与局部浓度分布,通过本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)深入研究了颗粒脉动速度,以揭示进料浓度变化下的颗粒运动机制.结果表明:随着进料浓度增加,颗粒轴向速度降低,而局部浓度、系统压力及颗粒脉动能量均升高;对颗粒脉动速度的POD分析表明,POD各阶模态的能量贡献随模态阶数和进料浓度增加而递减.进料浓度越高,颗粒小尺度运动越强烈,导致颗粒速度脉动能量相对升高.功率谱峰值随进料浓度增大向低频区集中,高颗粒浓度区域形成准周期性颗粒流;此外,随着进料浓度与POD模态阶数的增加,颗粒脉动速度分布与高斯分布的偏离程度显著增大. 展开更多
关键词 水力输送 进料浓度 脉动能量 POD 小波变换
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含氧化外壳铝粉的冲击破碎数值模拟
14
作者 康拓 何思宁 赵新颖 《装备制造技术》 2026年第1期65-66,85,共3页
为研究铝粉在含铝炸药爆炸过程中的运动过程,对被氧化铝外壳包覆的微米级和纳米级铝液滴在冲击波作用下的运动、破壳和碎解过程通过FLUENT进行数值模拟,得到随着铝粉粒径的增大,外壳厚度增长,外壳体积在整个体系中的占比逐渐降低。100μ... 为研究铝粉在含铝炸药爆炸过程中的运动过程,对被氧化铝外壳包覆的微米级和纳米级铝液滴在冲击波作用下的运动、破壳和碎解过程通过FLUENT进行数值模拟,得到随着铝粉粒径的增大,外壳厚度增长,外壳体积在整个体系中的占比逐渐降低。100μm以下的铝粉由于氧化铝外壳的体积占比较高,在受到冲击作用时,冲击波不能及时地作用于内部的铝液,初期变化只发生在氧化铝外壳上,直到受到冲击波一侧的氧化铝外壳完全被吹至另一侧时,内部的铝液才开始产生较大的形变。粒径超过100μm时,整个体系更偏向液体,在受到冲击波的破碎情况与常见的液滴在冲击波作用下的破碎情况十分相似。纳米级铝粉的氧化铝外壳的体积占比更大,在氧化铝外壳稍有破壳时,内部铝液便在冲击波的作用下产生形变。纳米级铝粉的氧化铝外壳在冲击波作用零点几微秒后便会破壳。小尺寸的微米级铝粉在受到冲击波作用后一点几微秒后,氧化铝外壳才会发生破壳,内部铝液流出,而大尺寸微米级铝粉的氧化铝外壳需要几微秒之后才会破壳,内部铝液才能与外部接触,发生化学反应。 展开更多
关键词 氧化铝外壳 液滴破碎 数值模拟 多相流
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直通道仿生微流控芯片中微塑料颗粒分离特性研究
15
作者 薛景天 胡箫 +2 位作者 黎俊杰 林雍杰 黄英杰 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第3期301-312,共12页
为优化一种高效仿生微流控芯片,实现微塑料等微米级颗粒的高效、高通量分离,采用计算流体动力学与离散元耦合(CFD-DEM)的数值方法,对一种仿生微流控过滤结构的内部流场及颗粒分离机理进行了系统研究.研究总结了4种有趣的颗粒分离机理:低... 为优化一种高效仿生微流控芯片,实现微塑料等微米级颗粒的高效、高通量分离,采用计算流体动力学与离散元耦合(CFD-DEM)的数值方法,对一种仿生微流控过滤结构的内部流场及颗粒分离机理进行了系统研究.研究总结了4种有趣的颗粒分离机理:低Reynolds数下,颗粒通过惯性聚焦效应进行分离;高Reynolds数下,颗粒依靠瓣膜前缘涡旋的捕获作用和通道末端瓣膜间的回流作用形成3种分离机理.最后,基于机理分析对芯片进行结构优化,通过增大副通道截面长度,实现了颗粒分离效率7.9%的最高提升,主通道流量占比平均降低7.2%,并使干净滤液产出最高增加9.4%.这些发现为高效仿生过滤膜的优化设计提供了理论支撑. 展开更多
关键词 微流控 仿生结构 微塑料 颗粒过滤 CFD-DEM
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基于时移多尺度等概率符号化样本熵的气液两相流动态特性分析
16
作者 孙庆明 张玉玮 +3 位作者 巴頔 李振谭 夏雨蒙 杜洋 《大连理工大学学报》 北大核心 2026年第2期111-118,共8页
为了揭示气液两相流动结构间复杂性和不稳定性的差异,提出一种基于时移多尺度等概率符号化样本熵(TMESSE)的分析方法.在对7种典型时间序列进行分析的基础上,充分验证了所提方法的可行性与有效性;进而对垂直上升管内气液两相流压差波动... 为了揭示气液两相流动结构间复杂性和不稳定性的差异,提出一种基于时移多尺度等概率符号化样本熵(TMESSE)的分析方法.在对7种典型时间序列进行分析的基础上,充分验证了所提方法的可行性与有效性;进而对垂直上升管内气液两相流压差波动时间序列展开深入分析.结果表明,TMESSE熵值分布趋势能够跨多尺度表征不同流型演化特性,TMESSE均值与复杂性指数联合分布可以在定性刻画不同条件下流动不稳定性之间差异的基础上,跨多尺度定量映射气液两相流动结构的综合不稳定程度. 展开更多
关键词 时移多尺度 符号化 样本熵 两相流 动态特性
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气液两相流下L型管道非线性动力学与抑振设计研究
17
作者 贾程 邢浩然 +6 位作者 王强 杨宝山 马越 李民强 刘胡杨 王磊恒 代胡亮 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第3期263-272,共10页
本文考虑均匀气泡流两相流动特性,采用绝对节点坐标描述法,基于Euler-Lagrange方程,建立了输送两相流体时L型悬臂管道的非线性动力学理论模型.首先,将基于理论模型计算得到的静变形结果与有限元法进行了对比验证,并分析了气体体积分数... 本文考虑均匀气泡流两相流动特性,采用绝对节点坐标描述法,基于Euler-Lagrange方程,建立了输送两相流体时L型悬臂管道的非线性动力学理论模型.首先,将基于理论模型计算得到的静变形结果与有限元法进行了对比验证,并分析了气体体积分数对管道静变形和稳定性的影响.然后,研究了在不同空泡份额下,管道随液体流速增大发生的非线性动力学行为,着重研究了空泡份额对管道动态分岔特性的影响.最后,提出了抑制管道振动的最优支承设计,使得L型管道振动位移和应变幅值达到最小. 展开更多
关键词 两相流 空泡份额 L型悬臂管道 最优支承位置
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垂直环空内气液两相流多尺度算法及模拟研究
18
作者 伍磊 刘海湖 +4 位作者 张明乾 张孟祎 王宁宁 王志恒 席光 《西安交通大学学报》 北大核心 2026年第1期94-106,共13页
为深入探究垂直环空内气液两相流动规律,通过集成Tomiyama曳力与升力模型、碰撞聚并模型以及离散气泡模型到流体体积法(DBM-to-VOF)的转换算法,在OpenFOAM框架下开发了DBM-VOF多尺度耦合求解器,并通过系列典型算例验证了其准确性与有效... 为深入探究垂直环空内气液两相流动规律,通过集成Tomiyama曳力与升力模型、碰撞聚并模型以及离散气泡模型到流体体积法(DBM-to-VOF)的转换算法,在OpenFOAM框架下开发了DBM-VOF多尺度耦合求解器,并通过系列典型算例验证了其准确性与有效性。基于该求解器,对垂直环空内气液两相流进行数值模拟,识别了泡状流、弹帽流、段塞流和搅拌流4种典型流型,并构建了气液两相流型图。研究结果表明:泡状流含气率曲线波动平缓,其概率密度函数(PDF)曲线呈狭窄陡峭的单峰结构;弹帽流含气率曲线波动较大,PDF曲线为单峰结构且在较高含气率区域形成宽尾;段塞流含气率曲线呈周期性剧烈波动,PDF曲线为双峰结构;搅拌流含气率曲线呈现周期性大振幅波动,其均值显著高于其他流型,PDF曲线在高含气率位置为单峰,并在低含气率区域形成宽尾。所建立的流型图与前人实验结果基本吻合,但在一定表观液速下,建立的流型图中段塞流向搅拌流转换所需的表观气速更低。该研究为垂直环空内气液两相流动的机理研究提供新的数值工具,并为相关工程应用中的流型预测与优化提供理论支持。 展开更多
关键词 垂直环空 气液两相流 OpenFOAM框架
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航行器入水流固耦合方法研究进展
19
作者 康会峰 朱吉发 +2 位作者 夏广庆 杨柳 张太平 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期39-49,共11页
综述航行器入水流固耦合领域的研究进展,涵盖理论建模、试验测试与数值模拟三个方面。理论研究方面,梳理了从经典势流理论到非线性多物理场耦合模型的发展脉络,剖析了各类模型在复杂入水现象中的适用边界与局限性。试验研究层面,归纳了... 综述航行器入水流固耦合领域的研究进展,涵盖理论建模、试验测试与数值模拟三个方面。理论研究方面,梳理了从经典势流理论到非线性多物理场耦合模型的发展脉络,剖析了各类模型在复杂入水现象中的适用边界与局限性。试验研究层面,归纳了试验测试技术在入水瞬态参数捕获与物理机制揭示中的应用效能,阐明试验验证对理论模型与数值仿真的支撑作用,同时探讨了测试设备与边界条件约束对研究深度的影响。数值模拟方面重点评述有网格/无网格法的创新应用,揭示其在多相流演化、流固耦合动力学等复杂流动中的数值特性。最后,总结当前入水流固耦合方法研究的技术瓶颈,并对多尺度耦合建模、智能算法融合等前沿方向进行展望。 展开更多
关键词 航行器 入水 多相流动 冲击载荷 流固耦合
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微流控芯片内复合液滴变形特性研究
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作者 薛一帆 杨佳旺 +4 位作者 何永清 杨薇 朱恒宣 杜鸿贤 王进 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第2期561-567,共7页
微流控芯片内复合液滴的形变特性分析对于细胞筛选以及药物输送等方面的研究具有重要参考价值。本文建立了黏性液滴和黏性细胞模型,利用VOF方法研究低韦伯数下复合液滴在微通道中挤压通过狭窄通道时的入口压力、剪切力等参数,进而得出... 微流控芯片内复合液滴的形变特性分析对于细胞筛选以及药物输送等方面的研究具有重要参考价值。本文建立了黏性液滴和黏性细胞模型,利用VOF方法研究低韦伯数下复合液滴在微通道中挤压通过狭窄通道时的入口压力、剪切力等参数,进而得出复合液滴输运时的动力学特性。结果表明,韦伯数过高时,复合液滴稳定性降低,不利于其通过狭窄通道后恢复初始状态;而当韦伯数过低时,细胞偏移加剧致使其与载液直接接触,进而导致复合液滴破碎。 展开更多
关键词 微通道 复合液滴 韦伯数 细胞形变
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