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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
1
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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垂直环空内气液两相流多尺度算法及模拟研究
2
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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细颗粒运移与孔隙堵塞对两相渗流特性的影响 被引量：2
3
作者 吴婷 杨志兵 +1 位作者 胡冉 陈益峰 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1755-1764,1776,共11页
细颗粒运移广泛存在于自然界与工程领域的两相流动过程中,如污染物运移与修复、油气开采等。然而,颗粒引起的孔隙堵塞对两相渗流特性的影响尚不清楚。基于自主研发的多相渗流三维可视化试验平台,在多孔介质模型中开展了不同流量和孔隙... 细颗粒运移广泛存在于自然界与工程领域的两相流动过程中,如污染物运移与修复、油气开采等。然而,颗粒引起的孔隙堵塞对两相渗流特性的影响尚不清楚。基于自主研发的多相渗流三维可视化试验平台,在多孔介质模型中开展了不同流量和孔隙尺寸条件下的两相驱替试验,深入探讨了细颗粒在多孔介质中的运移和堵塞行为及其对两相流动过程的影响。试验结果表明:细颗粒诱导的多孔介质堵塞过程受流量和孔隙尺寸的协同控制,低流量条件下,孔隙尺寸对堵塞的影响可以忽略,而高流量条件下,孔隙尺寸是决定堵塞的主导因素。通过空间团簇体分析,阐明了孔隙堵塞现象与流体连通特性之间的关系,即堵塞越显著,残余湿润相分布越离散,流体连通性越差。此外,试验还揭示了两相流动过程中堵塞对驱替压力以及驱替效率的调控机制,研究成果有望为优化两相流动过程、提高能源开采效率提供重要的理论依据与实践指导。 展开更多
关键词 多孔介质 细颗粒 孔隙堵塞 两相流 连通特性
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环空气液逆向两相流动下气泡变形及运移特征
4
作者 尹邦堂 丁天宝 +4 位作者 王树龙 王志远 孙宝江 张伟 张绪亮 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第2期419-430,共12页
针对压回法压井过程中气液逆向两相流动规律复杂、气泡运移速度难以预测的问题,开展不同工况下环空中气液逆向流动气泡运移实验,揭示井筒倾角、液相性质及逆流液速对气泡变形、气泡运移轨迹及速度的影响规律,建立气泡运移速度预测模型... 针对压回法压井过程中气液逆向两相流动规律复杂、气泡运移速度难以预测的问题,开展不同工况下环空中气液逆向流动气泡运移实验,揭示井筒倾角、液相性质及逆流液速对气泡变形、气泡运移轨迹及速度的影响规律,建立气泡运移速度预测模型。研究表明,气泡在逆流中主要表现出孤立气泡自由上升及多气泡相互作用上升两种运移方式;气泡在逆流下的运移轨迹为“S”形,随着逆流液速增大气泡横向摆动加剧,井筒倾角、液相密度、液相黏度增大都会使气泡运移轨迹逐渐趋向于直线;气泡上升过程中整体呈现为椭球形,井筒倾角对气泡变形程度的影响不大,随着液相黏度及密度增大气泡纵横比减小;随着井筒倾角增大气泡运移速度逐渐减小,随着液相黏度增大气泡运移速度减小,随着液相密度增大气泡运移速度略微增大。建立的气泡运移速度预测模型预测误差在±15%以内,适用条件较为宽泛。 展开更多
关键词 压回法压井 气液逆向流动 气泡纵横比 气泡运移轨迹 气泡运移速度
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水平流向不同小流道加热管内超临界CO_(2)的传热特性
5
作者 王磊 王艳 +3 位作者 甘玉凤 罗凯 费华 栾俨丁 《化工进展》 北大核心 2025年第4期1945-1956,共12页
针对水平流动方向上超临界CO_(2)在不同小流道加热管内的对流换热特性进行了详细实验研究。结果表明,当加热管的管径尺寸保持恒定时,超临界CO_(2)的对流换热系数均随着质量流量的增大而显著增大,但随着加热功率的增大以及进口温度的升... 针对水平流动方向上超临界CO_(2)在不同小流道加热管内的对流换热特性进行了详细实验研究。结果表明,当加热管的管径尺寸保持恒定时,超临界CO_(2)的对流换热系数均随着质量流量的增大而显著增大,但随着加热功率的增大以及进口温度的升高而明显减小。然而,超临界CO_(2)的对流换热系数随着压力的变化趋势却有所不同。当流体温度低于假临界温度时,超临界CO_(2)的对流换热系数随着压力的降低而显著增大;当流体温度高于假临界温度时,超临界CO_(2)的对流换热系数随着压力的升高而显著增大。不同实验参数(压力、质量流量、加热功率以及进口温度)独自保持恒定时,超临界CO_(2)的对流换热系数均随着管径尺寸的减小而显著增大。相较于管径尺寸为1mm时的对流换热系数而言,不同实验参数的独立变化对超临界CO_(2)在管径尺寸分别为0.75mm以及0.5mm时的最小和最大相对传热增强率并无显著影响。若忽略不同小流道加热管内浮升力效应的影响,对流换热系数的变化规律可通过超临界CO_(2)的热物理性质在其假临界区域发生剧烈变化的现象进行合理解释。 展开更多
关键词 超临界 水平流动 不同管径 对流传热 浮升力
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气泡羽流流动特性研究综述
6
作者 张睿 刘文宇 +3 位作者 徐辉 李清 郭天鑫 李茜 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第6期9-18,共10页
从理论模型、行为特征、流场特性三方面系统梳理了气泡羽流流动特性的研究进展。在理论模型方面,回顾了从早期单相羽流模型到耦合气泡群动力学、分层环境及线源效应的现代积分模型的发展历程,揭示了浮力驱动、流体卷吸、气泡滑移等关键... 从理论模型、行为特征、流场特性三方面系统梳理了气泡羽流流动特性的研究进展。在理论模型方面,回顾了从早期单相羽流模型到耦合气泡群动力学、分层环境及线源效应的现代积分模型的发展历程,揭示了浮力驱动、流体卷吸、气泡滑移等关键作用机制;在行为特征方面,重点综述了气泡羽流的扩散规律、振荡特性及附壁效应的实验与数值模拟研究成果;在流场特性方面,总结了基于PIV、PTV等实验测量技术与数值模拟方法在揭示气泡羽流的三维速度场、湍流结构、气泡分布等精细流场信息方面的研究进展。指出气泡羽流未来的研究方向包括融合人工智能算法,引入气泡形变、聚并、破碎等复杂物理过程,深化线源气泡羽流理论模型,完善三维流场表征及提高污染物拦截预测精度。 展开更多
关键词 气泡羽流 流动特性 行为特征 扩散特性 振荡特性 附壁效应 流场特性
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两相流实验智能化升级及教学研究
7
作者 李辉 吕卓然 +3 位作者 符泰然 霍雨佳 许兆峰 陆规 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第3期174-180,共7页
两相流热工参数测量是能源动力学科一项重要的教学内容,可视化实验系统能够帮助学生直观认识两相流基本现象、流型及其演化规律,在流体力学、传热学及多相流教学中具有重要作用。该文根据两相流实验教学需求,结合最新的人工智能及数字... 两相流热工参数测量是能源动力学科一项重要的教学内容,可视化实验系统能够帮助学生直观认识两相流基本现象、流型及其演化规律,在流体力学、传热学及多相流教学中具有重要作用。该文根据两相流实验教学需求,结合最新的人工智能及数字孪生技术,在原先开发的数字化两相流流型演示实验系统基础上做了智能化升级,采用小波分析和灰度直方图分析两种特征向量提取方法,以及特征向量法及卷积神经网络直接图像识别法这两种智能算法用于识别两相流流型,拓展了实验台功能,丰富了教学内容,实现了多学科交叉融合。该文开发的基于人工智能算法的流型识别方法,也为目前两相流含气率测量无法兼顾精度和效率的瓶颈问题提出了新的解决思路。 展开更多
关键词 气液两相流 流型识别 含气率 人工神经网络 特征提取
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基于混合神经网络参数优化的两相流流型识别方法
8
作者 王萌 张松 +2 位作者 施艳艳 杨珍 史水娥 《河南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期121-127,共7页
针对气液两相流传感器测量数据的强非线性和非平稳性导致流型识别困难的问题,提出一种基于混合神经网络参数优化的流型识别方法.所提方法首先采用滑动窗口法将传感器测得的不同流型电导率数据分割为若干子序列,再利用变分模态分解算法... 针对气液两相流传感器测量数据的强非线性和非平稳性导致流型识别困难的问题,提出一种基于混合神经网络参数优化的流型识别方法.所提方法首先采用滑动窗口法将传感器测得的不同流型电导率数据分割为若干子序列,再利用变分模态分解算法获得各子序列的固有模态函数,通过提取固有模态函数的Hjorth特征数据集实现对各子序列非线性特征的描述.接着,将随机森林算法引入卷积神经网络的分类层,进而构建混合神经网络,并采用鲸鱼算法对混合神经网络中3个超参数进行优化.最后,采用优化后的混合神经网络对Hjorth参数特征向量数据集进行分类,进而实现流型识别.实验结果表明,所提方法对4种流型的平均辨识准确率达到98.52%. 展开更多
关键词 气液两相流 Hjorth参数 混合神经网络 随机森林
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活塞冷却油腔两相流起振流态可视化试验
9
作者 邓晰文 王金昆 +1 位作者 雷基林 谢光义 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第10期50-54,共5页
为研究活塞冷却油腔内两相流流动特性,对液相起振流动过程进行了可视化详细分析,并研究了不同粘度溶液对起振流态的影响。试验结果表明:两相流起振现象发生时,液体运动表现为沿着左右壁面向顶面爬高,并在顶面填充产生一定宽度的液面,随... 为研究活塞冷却油腔内两相流流动特性,对液相起振流动过程进行了可视化详细分析,并研究了不同粘度溶液对起振流态的影响。试验结果表明:两相流起振现象发生时,液体运动表现为沿着左右壁面向顶面爬高,并在顶面填充产生一定宽度的液面,随后液体呈弧射状海啸波沿顶面而回落,并在回落完成后在底部液面产生少许气泡的过程。随着溶液粘度的增加,起振现象减弱,液体沿顶面填充的液面变窄,延伸距离缩短。转速超过94rpm时,运动能量逐渐使溶液分子间吸附力作用消失。随着溶液粘度的增加,流动发生时,流层之间摩擦阻力增大,流体分子紊乱的能力越困难,雷诺数越小;随着溶液粘度的减小,雷诺数受转速的影响就越大。 展开更多
关键词 活塞 冷却油腔 两相流 振荡 溶液粘度 流态分析
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电极表面氢纳米气泡生长及脱离行为的分子动力学模拟研究
10
作者 詹水清 王晓涵 +3 位作者 程然 周田鹤 许浩洁 王军锋 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3968-3978,共11页
电极表面氢纳米气泡的连续生长与附着导致电解水制氢过程的能量转换效率下降。为提高制氢效率,本文采用分子动力学模拟方法,系统地探讨了电极润湿性、电化学转化速率及电极表面粗糙结构对氢纳米气泡行为的影响,探究氢纳米气泡从电极表... 电极表面氢纳米气泡的连续生长与附着导致电解水制氢过程的能量转换效率下降。为提高制氢效率,本文采用分子动力学模拟方法,系统地探讨了电极润湿性、电化学转化速率及电极表面粗糙结构对氢纳米气泡行为的影响,探究氢纳米气泡从电极表面脱离的主导因素。研究结果表明,随着电极润湿性增强与转化速率增大,氢纳米气泡在生长后期变得不稳定,尤其在强亲水性电极表面和高转化速率的共同作用下,氢纳米气泡更容易从电极表面脱离。相较于强亲水性的平面电极和凹柱电极,强亲水凹锥电极的气泡脱离时间更短,且增大电化学转化速率能够进一步加快氢纳米气泡的脱离过程。 展开更多
关键词 电解水制氢 润湿性 氢纳米气泡行为 表面结构 分子动力学模拟
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考虑稀薄气体效应和范德华力的二元液滴碰撞结果预测的数值方法
11
作者 王宁 章振宇 张鹏 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第11期3844-3849,共6页
为基于物理模型从数值上预测液滴碰撞结果,提出了一种预测二元液滴碰撞结果的数值方法。基于开源求解器Basilisk,设计了基于液滴间气膜厚度的网格自适应加密(AMR)算法,并在数值计算中耦合了稀薄气体效应(RGE)和范德华(vdW)力。使用等径... 为基于物理模型从数值上预测液滴碰撞结果,提出了一种预测二元液滴碰撞结果的数值方法。基于开源求解器Basilisk,设计了基于液滴间气膜厚度的网格自适应加密(AMR)算法,并在数值计算中耦合了稀薄气体效应(RGE)和范德华(vdW)力。使用等径二元液滴对心碰撞的轴对称模拟对数值方法进行了验证,证明了总能量的良好守恒。尽管加入RGE不会显著影响目前的计算结果,但vdW力的增加使得该数值方法实现了液滴碰撞结果的非单调性的定性预测。 展开更多
关键词 液滴碰撞 数值模拟 稀有气体效应 范德华力 流体体积法
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电极振动对光电催化分解水气泡动力学的影响
12
作者 徐强 聂腾飞 +4 位作者 叶星淼 佘永璐 罗欣怡 王孟莎 郭烈锦 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期13-22,共10页
为解决光电催化分解水反应器中气泡长时间附着于光电极表面,从而导致有效活化面积减少和产气效率下降的问题,构建耦合振动系统的光电分解水制氢气泡动力学可视化实验平台,提出通过给电极施加不同振幅和频率振动以加速气泡脱离光电极表... 为解决光电催化分解水反应器中气泡长时间附着于光电极表面,从而导致有效活化面积减少和产气效率下降的问题,构建耦合振动系统的光电分解水制氢气泡动力学可视化实验平台,提出通过给电极施加不同振幅和频率振动以加速气泡脱离光电极表面的方法。首先,记录静止电极表面单个气泡演化过程中的电信号和几何参数;然后,对比不同频率及振幅下气泡生长过程中电流和电势的变化情况;最后,分析振动对气泡几何特性的影响。研究结果表明:振动频率和振幅的增加能够提高反应过程中的光电流,降低电势,使得反应阻力下降;增加振动频率和振幅均能显著减小气泡脱离尺寸,从而加速气泡的脱离;当振动频率为70 Hz时,施加振动后气泡的脱离直径比无振动时最大减小了321μm,减小幅度约为48%;施加振动后,气泡直径为生长时间的幂函数,且气泡生长依次受惯性和化学反应控制。该研究可为光电催化分解水反应器的优化设计提供新思路。 展开更多
关键词 气泡脱离 振动频率 光电催化分解水 振幅
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基于隐式大涡模拟的通气局部空泡脱落旋涡特性研究
13
作者 刘涛涛 杨青峰 +2 位作者 邵耔超 范冬宁 黄彪 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第10期1064-1074,共11页
通气空泡作为一种易于实现和控制的水下减阻技术,已广泛应用于高速水下航行体的发展研制中.对于水下航行体,通气局部空泡展现出复杂的内部湍流流动与泄气特征.采用边界数据浸入法与两步投影法,并基于隐式大涡模拟对通气局部空泡进行了... 通气空泡作为一种易于实现和控制的水下减阻技术,已广泛应用于高速水下航行体的发展研制中.对于水下航行体,通气局部空泡展现出复杂的内部湍流流动与泄气特征.采用边界数据浸入法与两步投影法,并基于隐式大涡模拟对通气局部空泡进行了数值研究,并通过POD模态分析对通气局部空泡的脱落湍流结构进行研究.结果表明,通气局部空泡存在透明空泡区、气水混合区、脱落区以及尾涡区,其中存在复杂的环形涡形成、破碎以及脱落等过程,这些过程显著影响了通气局部空泡的发展过程.在POD模态分析中,主要模态的分布区域与环形涡的形成、破碎区域高度相关,进而表明通气局部空泡的泡沫状旋涡脱落是由于环形涡的发展演化引起的. 展开更多
关键词 通气局部空泡 航行体 隐式大涡模拟 空泡脱落
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气泡动力学研究进展 被引量：2
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作者 张阿漫 李世民 +1 位作者 李帅 刘云龙 《力学学报》 北大核心 2025年第1期1-16,共16页
只要有流体的地方,就可能会产生气泡,气泡是气体在液体中一种常见的呈现形式,在自然界和工程界中广泛存在,在船舶与海洋、先进制造、环境与化工、生命科学和医学等许多领域均有重要应用价值,同时,在水中结构抗爆和空蚀等很多领域气泡也... 只要有流体的地方,就可能会产生气泡,气泡是气体在液体中一种常见的呈现形式,在自然界和工程界中广泛存在,在船舶与海洋、先进制造、环境与化工、生命科学和医学等许多领域均有重要应用价值,同时,在水中结构抗爆和空蚀等很多领域气泡也是导致危害产生的根源,因此,气泡动力学是诸多领域共同关心的基础科学问题.然而,由于气泡动力学行为的复杂性,涉及边界、多气泡、流场环境、流体可压缩性、黏性和表面张力等多物理因素和环境条件的显著影响,迄今为止,仍存在复杂条件下气泡动力学理论、气泡群相互作用、气液固耦合效应和气泡损伤及防护机制等难题亟待解决.为此,从气泡动力学的基本物理现象入手,深入剖析了该领域所面临的挑战,给出了存在的力学难题,综述了气泡动力学理论、数值和实验技术的研究进展与最新动态,通过对现有研究成果的系统梳理和详细分析,最后总结了气泡动力学领域未来发展趋势,并提出了潜在的研究方向和课题,旨在为气泡动力学相关研究提供基础和依据. 展开更多
关键词 气泡动力学 理论研究 数值模拟 实验技术
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沟槽对三维水翼叶顶间隙泄漏涡空化的抑制研究 被引量：1
15
作者 张睿 潘玉梦 +3 位作者 王正欣 邢静艺 冯建刚 徐辉 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
为研究不同空化条件下沟槽对叶顶间隙泄漏涡(TLV)空化的抑制作用,该文以NACA0009三维水翼为研究对象,基于雷诺时均N-S(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方法,采用SST-CC(Curvature Corrected Shear Stress Transport)湍流模型和... 为研究不同空化条件下沟槽对叶顶间隙泄漏涡(TLV)空化的抑制作用,该文以NACA0009三维水翼为研究对象,基于雷诺时均N-S(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方法,采用SST-CC(Curvature Corrected Shear Stress Transport)湍流模型和基于Ω涡识别方法的OV-ZGB(Omega Vortex Identification Zwart-Gerbera-Belamri)空化模型,开展了沟槽对三维水翼叶顶间隙泄漏涡空化抑制效果的数值模拟研究,分析了不同空化数下沟槽对叶顶间隙区空化形态、压力分布、流速分布以及Liutex涡量分布的影响。研究结果表明:沟槽可以提高叶顶间隙泄漏涡核区域的压力、加快涡心处的压力恢复并降低泄漏涡的强度,从而抑制叶顶间隙泄漏涡空化;随着空化数的降低,沟槽提高涡心处的压力、降低泄漏涡强度以及抑制叶顶间隙泄漏涡空化的能力均增强。该研究成果可为抑制轴流泵等水力机械叶顶间隙泄漏涡空化的研究提供参考。 展开更多
关键词 NACA0009水翼 叶顶间隙泄漏涡空化 OV-ZGB空化模型 沟槽 数值模拟
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多级混流式混输泵气液两相增压特性 被引量：2
16
作者 戴晓宇 徐强 +2 位作者 杨晨宇 苏筱斌 郭烈锦 《化工学报》 北大核心 2025年第2期554-563,共10页
在高入口含气率下,混输泵的增压性能剧烈恶化,对化工生产过程的安全稳定运行构成威胁。采用surging test和mapping test两种测试方法,全方位探讨了多运行参数对三级混流式混输泵整体与级间气液两相增压特性的影响。研究结果表明,随着液... 在高入口含气率下,混输泵的增压性能剧烈恶化,对化工生产过程的安全稳定运行构成威胁。采用surging test和mapping test两种测试方法,全方位探讨了多运行参数对三级混流式混输泵整体与级间气液两相增压特性的影响。研究结果表明,随着液相流量的提升,增压性能曲线由三个增压级性能逐级恶化导致的波纹状下降趋势逐渐消失。多级混输泵增压性能的显著恶化主要归因于首个增压级性能的剧烈下滑。提高液相流量能有效减轻气体积聚,其对增压性能的正面促进作用显著超过了流动分离带来的负面影响,因而增压随液相流量变化曲线呈现骤升趋势。提高入口压力有助于缓解气团聚集对增压性能的负面影响。 展开更多
关键词 泵 混流式混输泵 气液两相流 气含率 增压剧烈恶化
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湍流对双组分颗粒流化床气体径向扩散的影响 被引量：1
17
作者 张亿韵 陈恒志 +2 位作者 李洋 慕长安 王泉海 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2559-2568,共10页
针对模拟研究双组分流化床内气体扩散过程中出现的计算偏差,提出通过优化标准k-ε湍流模型常数提高计算精度,从而消除计算偏差。研究结果表明:采用Launder湍流模型常数时,计算获得流化床内流场湍流强度偏大,导致模拟结果与实验数据相差... 针对模拟研究双组分流化床内气体扩散过程中出现的计算偏差,提出通过优化标准k-ε湍流模型常数提高计算精度,从而消除计算偏差。研究结果表明:采用Launder湍流模型常数时,计算获得流化床内流场湍流强度偏大,导致模拟结果与实验数据相差较大;通过调整湍流模型常数可以明显提高计算精度,模拟结果与实验数据更为一致。在气速较低时,湍流对气体径向扩散影响不大;但在气速较高时,采用新模型常数模拟结果与实验数据的吻合度明显提高。随着重组分颗粒的增加,流化床中心区示踪气体浓度呈现先降低后升高的变化趋势。第二组分颗粒的添加对流化床内湍流强度影响较为复杂。 展开更多
关键词 流化床 湍流模型常数 气体扩散 两相流 计算流体力学
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全海深水下爆炸载荷特性与规律研究 被引量：1
18
作者 邢津浩 张阿漫 +2 位作者 李世民 王诗平 刘云龙 《力学学报》 北大核心 2025年第8期1873-1885,共13页
传统理论模型在计算深水爆炸工况时,可能因超出其适用范围而出现偏差,无法满足精度需求.为了准确研究全海深水下爆炸载荷特性与规律,文章采用将投影坐标系中计算冲击波载荷方法和统一形式的气泡动力学方程相结合的水下爆炸冲击波与气泡... 传统理论模型在计算深水爆炸工况时,可能因超出其适用范围而出现偏差,无法满足精度需求.为了准确研究全海深水下爆炸载荷特性与规律,文章采用将投影坐标系中计算冲击波载荷方法和统一形式的气泡动力学方程相结合的水下爆炸冲击波与气泡载荷计算理论模型.通过与百米级和千米级水深水下爆炸实验和数值结果进行对比,验证了该模型计算结果的准确性.同时,本文针对水下爆炸冲击波与气泡载荷及其能量分配随水深变化规律进行探究,发现随着水深H的增大,冲击波峰值p_(sm)稍有增加、冲击波衰减时间T_(att)逐渐减小,脉动引起的负压作用更明显,传播至测点处的冲击波能量和气泡能量各自占炸药总能量之比均减小,装药当量W对传播至测点处冲击波能量占比有影响而对气泡能量占比影响较小,气泡第一次坍塌再膨胀过程中的声辐射损失减少,给出拟合公式描述p_(sm),T_(att)和气泡脉动周期T和最大半径R_(m)与W及H之间的关系.所用水下爆炸冲击波与气泡载荷计算模型可应用于全海深水下爆炸载荷计算,所得载荷的变化趋势及其拟合公式旨在为深水爆炸与结构抗爆设计提供参考. 展开更多
关键词 全海深 水下爆炸 冲击波 气泡载荷
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页岩油压闷采渗流机理的格子Boltzmann模拟 被引量：1
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作者 杨雨萱 王森 +2 位作者 陈李杨 刘祖鹏 冯其红 《石油科学通报》 2025年第2期298-308,共11页
页岩油是我国潜力最大、最具战略性的石油接替资源之一,厘清压闷采过程中多孔介质内流体分布演化规律对提高页岩油采收率具有重要意义。本文采用多组分多相格子Boltzmann模型对页岩油压闷采过程中的渗流机理开展研究。首先使用Laplace... 页岩油是我国潜力最大、最具战略性的石油接替资源之一,厘清压闷采过程中多孔介质内流体分布演化规律对提高页岩油采收率具有重要意义。本文采用多组分多相格子Boltzmann模型对页岩油压闷采过程中的渗流机理开展研究。首先使用Laplace定律、接触角、分层流动验证了模拟模型的准确性。随后基于济阳页岩扫描电镜图像,构建了包含顺层缝、网状缝和基质孔隙分布的页岩多孔介质结构。利用格子Boltzmann模型对页岩多孔介质内压闷采过程开展模拟,分析了压闷采不同阶段的流体分布特征,探究了不同闷井时间、储层润湿性和排液速度的影响。结果表明闷井阶段压裂液会在毛管力作用下渗吸进入网状缝并将内部的油相置换出来,随着闷井时间增加压裂液返排率趋于减小;水湿岩心相较于中性和油湿岩心具有更好的开发效果,压裂液利用率和基质内原油动用程度更高;较高的排液速度会使孔隙内的压力快速下降,不利于后续页岩油的生产。本文从孔隙尺度研究了页岩油压闷采过程中流体流动机理,为页岩油井合理生产制度的制定提供了支撑。 展开更多
关键词 页岩油 格子BOLTZMANN方法 自发渗吸 纳米孔隙 多组分多相
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声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模拟 被引量：1
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作者 周英贵 许玥 +1 位作者 杨娜娜 凡凤仙 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第3期391-400,共10页
建立声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模型,在模型验证的基础上,探究颗粒碰撞过程中接触力、重叠量和颗粒速度演变的过程,考察颗粒中心连线与声波波动方向的夹角和颗粒半径对碰撞动力学的影响。结果表明,颗粒凝并前经历多次“压缩-... 建立声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模型,在模型验证的基础上,探究颗粒碰撞过程中接触力、重叠量和颗粒速度演变的过程,考察颗粒中心连线与声波波动方向的夹角和颗粒半径对碰撞动力学的影响。结果表明,颗粒凝并前经历多次“压缩-回弹”过程,颗粒分离前仅经历一次“压缩-回弹”过程;颗粒中心连线偏离声波波动方向程度越大,凝并时间越长,特别是当二者接近垂直时,颗粒无法发生碰撞;随着颗粒半径的增大,碰撞后果由凝并转变为分离,凝并时间先减小而后趋于恒定,分离时间几乎不受颗粒半径的影响。研究结果可为颗粒声凝并过程的准确预测提供基础。 展开更多
关键词 微米级颗粒 二元碰撞 外加声场 颗粒凝并 离散元方法 数值模拟
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