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振动壁面对液滴碰撞动态行为的影响研究
1
作者 周鑫辉 王兆长 +3 位作者 郑楠 张国涛 涂德浴 童宝宏 《实验流体力学》 北大核心 2026年第1期56-67,共12页
液滴碰撞振动壁面的现象广泛存在于自然界和工业领域。壁面振动相位会影响壁面的速度与加速度,进而影响液滴碰撞后的动态特性。因此,研究不同振动相位对液滴碰撞振动壁面动态行为的影响具有重要意义。通过高速摄像实验,观测了液滴在不... 液滴碰撞振动壁面的现象广泛存在于自然界和工业领域。壁面振动相位会影响壁面的速度与加速度,进而影响液滴碰撞后的动态特性。因此,研究不同振动相位对液滴碰撞振动壁面动态行为的影响具有重要意义。通过高速摄像实验,观测了液滴在不同碰撞初始相位下碰撞振动壁面的过程,分析了不同振动工况下碰撞初始相位对液滴铺展和振荡特性的影响。结果表明:碰撞初始相位决定了壁面的相对位置和运动趋势;液滴铺展时间随碰撞初始相位的增大先增大后减小;最大铺展因子随碰撞初始相位的增大先减小后增大。对液滴振荡过程进行受力分析并结合振荡特性曲线发现:在90°碰撞初始相位下,液滴最大中心高度最大;碰撞初始相位对液滴稳定时间的影响较小。当壁面振幅增大时,液滴的铺展和振荡特性随碰撞初始相位变化的趋势基本不变;该变化趋势主要与振动频率有关。 展开更多
关键词 液滴碰撞 液滴动力学 振动壁面 实验研究
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基于螺旋桨壁面效应的四旋翼无人机超机动栖息研究
2
作者 李白杨 祝小平 +2 位作者 周洲 宫镆沙 王睿 《兵工学报》 北大核心 2026年第1期169-180,共12页
针对四旋翼无人机持续作业任务中续航时间短的问题,提出一种基于螺旋桨壁面效应的气动栖息机构,通过负压吸附与壁面摩擦实现高效栖息。该机构基于螺旋桨壁面效应,通过螺旋桨与平面接近时产生的负压提高无人机推力,使无人机栖息状态相较... 针对四旋翼无人机持续作业任务中续航时间短的问题,提出一种基于螺旋桨壁面效应的气动栖息机构,通过负压吸附与壁面摩擦实现高效栖息。该机构基于螺旋桨壁面效应,通过螺旋桨与平面接近时产生的负压提高无人机推力,使无人机栖息状态相较于悬停状态降低71%的功耗。为了提高栖息成功率和超机动栖息过程中的稳定性,提出一种利用四旋翼无人机轨迹规划与控制方法,对无人机的位置、速度和姿态进行精确控制。考虑到无人机在接近墙壁过程中的超机动控制问题,按照无人机位置、姿态等约束条件设计轨迹规划方法,利用轨迹规划方法中的航点约束实现无人机姿态的平滑变化;通过几何控制方法对规划轨迹曲线进行精确跟踪,实现无人机对壁面的超机动栖息,并通过实物飞行实验验证新方法的可行性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 平面栖息 壁面效应 轨迹跟踪控制 超机动
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刚性壁面附近气泡脉动特性的理论研究
3
作者 王天召 孙远翔 +1 位作者 王成 陈岩武 《兵工学报》 北大核心 2026年第2期202-211,共10页
为了探究刚性壁面对水下爆炸气泡脉动特性的影响机制,基于能量守恒原理和“源汇法”建立了壁面附近气泡脉动动力学方程,提出了气泡脉动无量纲周期解析公式,揭示了二次压力波峰值的边界效应规律。理论研究表明,壁面附近气泡脉动周期随距... 为了探究刚性壁面对水下爆炸气泡脉动特性的影响机制,基于能量守恒原理和“源汇法”建立了壁面附近气泡脉动动力学方程,提出了气泡脉动无量纲周期解析公式,揭示了二次压力波峰值的边界效应规律。理论研究表明,壁面附近气泡脉动周期随距离参数减小而增大,壁面上的二次压力波峰值为自由场同位置的1~2倍。通过深水爆炸实验(200~500 m水深)与LS-DYNA数值模拟,验证了理论模型的准确性。进一步结合壁面附近气泡脉动方程,提出了改进的气泡射流方向判断准则,对于Blake准则失效工况下的气泡射流方向有着较为准确的预测。为水下爆炸气泡与结构相互作用的深入研究提供了理论支撑。 展开更多
关键词 水下爆炸气泡 刚性壁面 气泡脉动特性 气泡射流 有限元模拟
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基于湍流入口壁面模化RANS/LES混合方法的不可压空腔流数值模拟研究
4
作者 蓝林欣 韩盼盼 +4 位作者 季梦 尤云祥 邱小平 马乔 吴凯健 《船舶力学》 北大核心 2026年第2期218-234,共17页
空腔流动广泛存在于水下航行器中,如水下航行器的流水孔就属于典型的空腔流动。在空腔流中,存在剪切层K-H不稳定性和腔内回流耦合作用等复杂湍流现象,目前利用CFD来研究此类现象仍面临诸多困难。首先,由于空腔上游来流通常为完全湍流状... 空腔流动广泛存在于水下航行器中,如水下航行器的流水孔就属于典型的空腔流动。在空腔流中,存在剪切层K-H不稳定性和腔内回流耦合作用等复杂湍流现象,目前利用CFD来研究此类现象仍面临诸多困难。首先,由于空腔上游来流通常为完全湍流状态,因此湍流入流条件的准确设置是高置信度地解析空腔内湍流相干结构的关键之一。其次,空腔流中除了存在一阶振荡模态的频率成分外,还存在二阶振荡模态的频率成份,而后者迄今仍是CFD数值模拟的难点。有鉴于此,本文发展了一种基于零散度湍流入口模型(简称DFSEM)的空腔流壁面模化RANS/LES混合(简称WMHRL)方法,将其简称为DFSEM-WMHRL模型。通过对Re_(τ)=395下的槽道流的系列数值模拟研究,获得了能高置信度解析槽道流二阶统计量的湍动能解析度指标r_(k)及RANS/LES转换边界位置的组合条件。在此基础上,对Re_(D)=3360及L/D=2下的空腔流问题采用DFSEM-WMHRL模型进行了系列数值模拟研究。结果表明,该DFSEM-WMHRL模型不仅能够准确解析空腔流动的二阶统计量特征,还能准确获取空腔自持振荡引起的一阶和二阶精细频谱结构。 展开更多
关键词 空腔流 湍流入口 相干结构 自持振荡频谱 壁面模化大涡模拟
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燃气轮机燃烧室壁面红外辐射二维测温误差修正方法研究
5
作者 胡君恒 廖志弘 +4 位作者 江栋军 张岚 樊雨骐 吴学成 许传龙 《动力工程学报》 北大核心 2026年第3期68-77,94,共11页
红外成像辐射测温是实现燃气轮机燃烧室壁面二维温度在线精准测量的有效途径,对保障机组安全运行、准确监测设备故障具有重要意义。针对燃气轮机燃烧室壁面辐射测温过程中存在的主要外部影响因素,提出了一种综合考虑燃气影响和高温背景... 红外成像辐射测温是实现燃气轮机燃烧室壁面二维温度在线精准测量的有效途径,对保障机组安全运行、准确监测设备故障具有重要意义。针对燃气轮机燃烧室壁面辐射测温过程中存在的主要外部影响因素,提出了一种综合考虑燃气影响和高温背景影响的测温误差修正方法。通过对高温燃气辐射特性进行分析,选择了3.7~3.9μm作为测量波段,在该波段下通过试验说明消除高温燃气影响的必要性,同时基于燃气体积流量及空燃比的平方,对等效高温背景反射辐射温度进行拟合,并在模拟燃烧室测温系统上测量了多个工况下的待测样件表面温度。结果表明:所提出的误差修正方法平均测量误差为0.722%,满足实际应用要求。 展开更多
关键词 红外成像辐射测温 燃气轮机 壁面二维温度 高温燃气 高温背景反射辐射
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弹性壁面附近气泡脉动非线性特性研究
6
作者 王寻 胡承昊 +2 位作者 李蕊 苏庆刚 邵朝晖 《振动与冲击》 北大核心 2026年第4期38-50,90,共14页
包膜气泡被广泛应用于医学超声成像和靶向送药等领域,掌握不同环境中包膜气泡的动力学特性具有重要意义。该研究对弹性壁面附近包膜气泡的动力学方程进行数值求解,基于计算结果研究了塑料、生物组织和铝三种壁面对气泡脉动的影响。研究... 包膜气泡被广泛应用于医学超声成像和靶向送药等领域,掌握不同环境中包膜气泡的动力学特性具有重要意义。该研究对弹性壁面附近包膜气泡的动力学方程进行数值求解,基于计算结果研究了塑料、生物组织和铝三种壁面对气泡脉动的影响。研究中借助庞加莱分析法和分岔图对气泡脉动非线性特性进行了重点讨论。研究表明与自由气泡相比,塑料和生物组织这类柔性壁面会使得气泡出现非线性分岔和混沌所需要的驱动声压幅度升高,而铝壁面这类硬质壁面则效果相反。由频率响应相关分析可知,柔性壁面会减弱气泡脉动混沌程度,且使得气泡谐振频率向高频偏移,而硬质壁面则会增强气泡脉动混沌程度,并降低气泡谐振频率。随着气泡与壁面距离的增加,塑料壁面附近的气泡脉动非线性程度增强,而铝壁面附近的气泡非线性程度减弱。但随着壁面厚度的增加,塑料壁面和铝壁面附近气泡脉动的非线性程度总体上均有所增强,且铝壁面附近气泡非线性程度的增强更为显著。另外,气泡到生物组织壁面的距离和生物组织壁面的厚度对气泡脉动影响较小。该研究为不同壁面附近包膜气泡脉动的控制提供了理论支持,有利于促进包膜气泡在多种场景下的应用。 展开更多
关键词 弹性壁面 包膜气泡 分岔图 非线性脉动
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基于压差法测量高超声速平板局部壁面剪切应力
7
作者 李创创 徐天阳 +2 位作者 李学良 罗蒙 吴杰 《力学学报》 北大核心 2026年第1期15-28,共14页
由于极端的飞行气动环境,高超声速飞行器在真实飞行条件下的局部壁面剪切应力获取十分困难.为了解决该问题,基于压差法针对高超声速平板模型设计了一种新型的局部壁面剪切应力测量传感器.该传感器由两个相邻并且具有不同直径或倾角的静... 由于极端的飞行气动环境,高超声速飞行器在真实飞行条件下的局部壁面剪切应力获取十分困难.为了解决该问题,基于压差法针对高超声速平板模型设计了一种新型的局部壁面剪切应力测量传感器.该传感器由两个相邻并且具有不同直径或倾角的静压孔构成,通过壁面剪切应力的作用使静压孔内部产生旋涡结构,进而将流体的动量变化转化为静压孔内的压差变化.该测试技术由于对被测边界层的干扰很小以及可靠性强的特点,比较适合用于高超声速边界层局部壁面剪切应力测量.由于高超声速气体的可压缩性强且测量手段没有低速下的种类多和成熟,使该问题的理论研究变得较为复杂.因此主要通过实验结合数值计算等手段对该测试技术进行参数化研究,并分析了静压孔直径、倾角以及来流方位角对测试结果的影响.结果显示,相对于静压孔直径的变化,改变静压孔倾角对传感器输出的压差影响更大.分析发现,在0°方位角时由垂直静压孔与倾斜静压孔组成的静压孔孔对的灵敏度最高,同时传感器输出的压差与局部壁面剪切应力的线性度也较好.此外,还涉及传感器静压孔孔对的布局设计对传感器性能的影响. 展开更多
关键词 压差法 静压孔孔对 壁面剪切应力 高超声速 平板边界层
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柔性壁面下悬浮喷嘴换热与压力稳态特性研究
8
作者 熊晓琼 张家豪 刘志辉 《邵阳学院学报(自然科学版)》 2026年第1期70-79,共10页
为了探明柔性壁面对锂电池悬浮喷嘴换热与压力特性的影响机制,采用计算流体力学数值模拟方法,结合SST k-ω湍流模型和Fluent的UDF(user-defined function)功能,构建了用于分析悬浮喷嘴与柔性壁面相互作用的流固耦合模型,通过后处理软件... 为了探明柔性壁面对锂电池悬浮喷嘴换热与压力特性的影响机制,采用计算流体力学数值模拟方法,结合SST k-ω湍流模型和Fluent的UDF(user-defined function)功能,构建了用于分析悬浮喷嘴与柔性壁面相互作用的流固耦合模型,通过后处理软件对柔性壁面条件下的流场结构、换热特性与压力分布进行了系统分析。研究结果表明,1)随着雷诺数(Re)增大,壁面变形加剧,且环流的合并使滞留区壁面温度分布趋于均匀;2)柔性壁面上的最大努塞尔数(Nu)比刚性壁面降低10.59%~19.77%,但其平均努塞尔数(Nu)却比刚性壁面高出约5%。 展开更多
关键词 柔性壁面 悬浮喷嘴 换热特性 压力特性
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选煤厂水力旋流器壁面磨损及抗磨分析
9
作者 周新航 《机械管理开发》 2026年第1期47-49,共3页
针对水力旋流器壁面磨损严重的问题,选择Φ150 mm水力旋流器作为研究对象,模拟分析了选煤厂水力旋流器壁面磨损特性,并制定出水力旋流器结构优化方案。研究发现,旋流器运行时容易出现局部磨损的问题,其中,锥段底流口区域的磨损问题最为... 针对水力旋流器壁面磨损严重的问题,选择Φ150 mm水力旋流器作为研究对象,模拟分析了选煤厂水力旋流器壁面磨损特性,并制定出水力旋流器结构优化方案。研究发现,旋流器运行时容易出现局部磨损的问题,其中,锥段底流口区域的磨损问题最为严重,磨损率约为3.86×10^(-6)kg/(m^(2)·s),其次为进口环形空间,磨损率约为7.41×10^(-7)kg/(m^(2)·s),而柱段与顶板则相对较低。旋流器最佳优化方案为:将单入口形式改变为双入口形式,底流口直径由12 mm改变为16 mm,通过实践应用验证了优化方案的良好性,在保证煤泥处理效率的同时,降低壁面磨损率,有利于提升水力旋流器使用寿命,对选煤厂更好的运行与发展具有重要意义。 展开更多
关键词 选煤厂 水力旋流器 壁面磨损 底流口
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基于水下凹壁面上双油滴撞壁-聚并过程分析 被引量：1
10
作者 张静 杨光 +3 位作者 菅爱博 程思淼 王绍哲 龚斌 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1029-1039,共11页
利用CLSVOF模型和动态自适应网格数值模拟了静水中双油滴撞击凹壁面及聚并过程。结果表明,双油滴撞击水下疏油凹壁面滚动下滑过程中碰撞产生聚并行为,水下亲油表面上双油滴撞壁后铺展边缘接触产生聚并行为。对凹壁面上油滴铺展直径d、... 利用CLSVOF模型和动态自适应网格数值模拟了静水中双油滴撞击凹壁面及聚并过程。结果表明,双油滴撞击水下疏油凹壁面滚动下滑过程中碰撞产生聚并行为,水下亲油表面上双油滴撞壁后铺展边缘接触产生聚并行为。对凹壁面上油滴铺展直径d、近端点距离δ和最大铺展因子β研究表明:β≤3.1聚并形成单液桥;β>3.1,δ/d<3,右侧油滴撞击凹壁面形成空心环,内边缘存在较高压力,导致油滴铺展面积扩张,促使形成双液桥;当β>3.1,δ/d≥3时形成环孔单液桥,但聚并后油滴与凹壁面的润湿面积存在波动。双油滴聚并形成的单液桥无量纲流通面积较大,稳定性优于双液桥,但双液桥缩短了撞壁-聚并的时长。研究可为深入理解旋流器近壁面非均相聚并机理提供理论支持。 展开更多
关键词 水下双油滴 凹壁面 CLSVOF 撞壁 聚并 液桥
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旋流分离器内近壁面粗颗粒对微米级粒子的扰动研究 被引量：1
11
作者 张静 程思淼 +2 位作者 王绍哲 龚斌 张静怡 《北京化工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期31-39,共9页
为了研究旋流分离器内不同粒径颗粒间的相互作用以及粗颗粒对分离效率的影响,将分离器内入口局域流动简化为附壁射流,粗颗粒理想化为刚性球体,利用大涡模拟和离散相模型耦合的计算方法,研究了球体与壁面的间隙比为0.125、0.25和0.5的条... 为了研究旋流分离器内不同粒径颗粒间的相互作用以及粗颗粒对分离效率的影响,将分离器内入口局域流动简化为附壁射流,粗颗粒理想化为刚性球体,利用大涡模拟和离散相模型耦合的计算方法,研究了球体与壁面的间隙比为0.125、0.25和0.5的条件下近壁面球体对微米级粒子的扰动。结果表明:在射流特征衰减区内(周向20°~75°)流场呈现大幅度波动;在周向20°~30°范围内,随着间隙比增大,球后切向速度分布逐渐接近无球体状态,间隙比为0.5时切向速度分布与无球体状态的差距最小;当间隙比为0.25时,球后尾涡区的涡量峰值最大,球体对射流流向涡强度的影响最大;对于粒径d_(p)=10~100μm的粒子,球体对粒子的停留时间和逃逸数量的影响较小;与无球体条件相比,在球体存在的条件下,d_(p)=125~250μm粒子的平均停留时间缩短,粒子逃逸数量百分比增大,分离效率提高,其中间隙比为0.25时粒子的停留时间最短,逃逸数量百分比最大。 展开更多
关键词 附壁射流 球后尾涡 近壁面扰动 离散相模型 微米级粒子
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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
12
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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大尺度回转体模型边界层壁面脉动压力测量及相似性分析
13
作者 高岩 沈琪 +2 位作者 俞孟萨 刘进 吴波 《声学学报》 北大核心 2025年第2期299-307,共9页
采用嵌入式齐平安装的柔性壁面脉动压力传感器阵列,在声学风洞中测量了两种大尺度回转体模型的边界层转捩区频率–空间谱及其谱峰特征和湍流区壁面脉动压力并分析其相似性,得到以雷诺数为频率分段点的转捩区和湍流区壁面脉动压力拟合模... 采用嵌入式齐平安装的柔性壁面脉动压力传感器阵列,在声学风洞中测量了两种大尺度回转体模型的边界层转捩区频率–空间谱及其谱峰特征和湍流区壁面脉动压力并分析其相似性,得到以雷诺数为频率分段点的转捩区和湍流区壁面脉动压力拟合模型,模型具有一定的适用性。结果表明,回转体艏部转捩区局部雷诺数为5.27×10^(5)~1.1×10^(6),转捩状态由起始到完全发展在转捩特征谱频段的脉动压力带级增加36 dB,特征谱峰无量纲中心频率为0.2基本不变;湍流区壁面脉动压力无量纲频谱在0.1~10范围,符合Smol’yakov模型随无量纲频率的变化规律;相同模型和不同尺度回转体模型湍流区壁面脉动压力无量纲频谱,分别在0.4~4和0.1~10范围,存在3~4 dB和4 dB的尺度效应,且模型尺度大,无量纲谱高。 展开更多
关键词 回转体 壁面脉动压力 转捩 湍流
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湍流预混燃烧条件下的壁面热流模型
14
作者 李坤霖 王利坡 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第3期263-270,共8页
针对统计稳态的对冲构型预混湍流燃烧的等温壁面热流计算进行建模.为排除实验或数值中可能出现不确定性,选用三维的直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)的结果作为对比参考.计算结果表明该模型具备在不同过滤尺度下衡量壁面... 针对统计稳态的对冲构型预混湍流燃烧的等温壁面热流计算进行建模.为排除实验或数值中可能出现不确定性,选用三维的直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)的结果作为对比参考.计算结果表明该模型具备在不同过滤尺度下衡量壁面热流统计信息的能力,并且比直接采用过滤后温度梯度及湍流导热系数以衡量壁面热流的方法表现更好.模型在不同过滤尺度下表现出良好的预测稳定性,另外将该模型植入已有求解器十分简单便捷. 展开更多
关键词 壁面热流建模 预混湍流燃烧 火焰壁面作用
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爬壁机器人不同壁面环境越障技术综述
15
作者 张明路 王子涵 +1 位作者 高春艳 李满宏 《机械传动》 北大核心 2025年第10期168-176,共9页
【意义】爬壁机器人可在陡峭壁面上执行高强度、高危险性的任务,提高作业效率并确保安全,但其立面越障十分困难,越障技术的提升尤为重要。【分析】对比了国内外针对机器人在不同壁面环境中处理越障问题的方法,总结出当前适用于各类工程... 【意义】爬壁机器人可在陡峭壁面上执行高强度、高危险性的任务,提高作业效率并确保安全,但其立面越障十分困难,越障技术的提升尤为重要。【分析】对比了国内外针对机器人在不同壁面环境中处理越障问题的方法,总结出当前适用于各类工程环境的结构及方法,分析了在吸附力稳定性和越障能力方面的性能。越障结构设计的创新、多模态控制和智能感知技术的融合将能实现高效、稳定的壁面作业。 展开更多
关键词 爬壁机器人 壁面越障 越障结构 运动控制
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考虑壁面液相分布的含硫放空管道内腐蚀模拟
16
作者 彭星煜 廖一鸿 +2 位作者 徐一彬 龚建华 申俊 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期181-194,共14页
为更准确地进行高含硫天然气场站放空管道的检测工作,采用CFD对低压放空管道进行数值模拟和现场相结合的方法,深入分析低压放空管道中不同截面下的流场分布规律、液相分布规律和硫化氢分布规律,从而预测低压放空管道内腐蚀敏感性区域,... 为更准确地进行高含硫天然气场站放空管道的检测工作,采用CFD对低压放空管道进行数值模拟和现场相结合的方法,深入分析低压放空管道中不同截面下的流场分布规律、液相分布规律和硫化氢分布规律,从而预测低压放空管道内腐蚀敏感性区域,研讨壁面液相分布变化对高含硫天然气场站低压放空管道内腐蚀的影响。结果表明,高含硫天然气场站放空管道中液相的分布是导致内腐蚀的关键因素,管道入口处第2个连续弯头的45°和90°截面的3~12~9点钟方向+6点钟方向以及三通处支管口的6~9点钟方向往往是整条管道腐蚀最严重的位置;在现场检测时优先考虑弯头和三通处,若这两处壁厚变化在轻度腐蚀范围内,可省去水平段的检测;若三通处的壁厚变化超出轻度腐蚀的范围,应主要对水平段6点钟方向进行检测。研究结果有效解决了高含硫天然气场站放空管道中定位内部腐蚀位置困难的问题。 展开更多
关键词 高含硫天然气场站 放空管道 壁面液相分布 内腐蚀位置预测 数值模拟
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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
17
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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泄洪洞壁面粗糙度对高速掺气水流特性的影响
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作者 马斌 张子良 +3 位作者 缑文娟 王天源 彭志 钟志鸿 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第S1期201-205,共5页
基于1∶30比例尺的水工模型,采用模型试验方法,研究粗糙度对高速掺气水流的水力特性和掺气特性的影响。结果表明:不平整壁面会对高速掺气水流的底部掺气浓度及断面平均掺气浓度产生明显影响。底板粗糙度增加时,水流紊动加剧,时均压强和... 基于1∶30比例尺的水工模型,采用模型试验方法,研究粗糙度对高速掺气水流的水力特性和掺气特性的影响。结果表明:不平整壁面会对高速掺气水流的底部掺气浓度及断面平均掺气浓度产生明显影响。底板粗糙度增加时,水流紊动加剧,时均压强和脉动压强增加,断面平均掺气浓度不变,但底部掺气浓度增大,最大增幅16.7%,有利于避免空化空蚀发生。 展开更多
关键词 壁面粗糙度 掺气 水力特性 泄洪洞
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基于壁面剪切速率相等的固井冲洗效率评价
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作者 冯颖韬 崔策 +2 位作者 王有伟 黄峰 袁彬 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期134-142,共9页
冲洗效率是评价冲洗液性能的关键指标,直接影响冲洗液的优选优化、用量,进而影响固井质量。然而,目前冲洗效率评价存在不足:一方面,采用的常温常压评价法未经过失水形成泥饼的过程;另一方面,没有将装置的冲洗转速与施工排量相互联系。... 冲洗效率是评价冲洗液性能的关键指标,直接影响冲洗液的优选优化、用量,进而影响固井质量。然而,目前冲洗效率评价存在不足:一方面,采用的常温常压评价法未经过失水形成泥饼的过程;另一方面,没有将装置的冲洗转速与施工排量相互联系。针对这一问题,基于壁面剪切速率相等原理,建立了冲洗效率评价装置的冲洗转速计算模型,并提出了高温高压下泥饼冲洗效率评价方法。该模型将钻井液和冲洗液在井筒内的流动与在评价装置中的流动有机结合起来。高温高压冲洗效率评价方法的适用性分析表明:高温高压冲洗效率评价方法具有良好的重复性,实验结果对比性强,能够为冲洗性能评价优选和施工参数优化提供依据。此外,研究发现,冲洗效率随泥饼失水形成时间和压差的增加而减小,随冲洗时间和环空返速的增加呈先快后慢增大。 展开更多
关键词 壁面剪切速率 冲洗效率 冲洗液 固井 高温高压
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低温风洞中液氮液滴撞击壁面动力学特性
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作者 刘秀芳 陈佳军 +4 位作者 苗庆硕 钟富豪 李亚楠 郑勉 侯予 《航空学报》 北大核心 2025年第7期110-119,共10页
液氮液滴撞击过热壁面是低温风洞液氮喷雾冷却过程中的基本现象,液滴与壁面的撞击特性直接影响液氮喷雾雾场的发展和气流的降温特性。为探究液氮液滴撞击壁面的动力学特性,设计并搭建了可视化实验平台,实现了粒径可控的液氮液滴生成,总... 液氮液滴撞击过热壁面是低温风洞液氮喷雾冷却过程中的基本现象,液滴与壁面的撞击特性直接影响液氮喷雾雾场的发展和气流的降温特性。为探究液氮液滴撞击壁面的动力学特性,设计并搭建了可视化实验平台,实现了粒径可控的液氮液滴生成,总结出液氮液滴撞击过热壁面的多种动力学形态及临界判据,探究了不同沸腾模式下韦伯数(We)对最大铺展系数的影响规律。在液氮液滴生成过程中,表面张力与重力相互对抗,出现了聚集、颈缩和断裂3个阶段;随着壁面温度的升高,液氮液滴撞击壁面后依次发生接触沸腾、雾化沸腾和膜态沸腾3种沸腾模式,所对应的两个临界温度值均不受We影响;随着We的增大,液滴的冲击动能增大,液滴的最大铺展系数逐渐增大,并且存在一个液滴开始发生飞溅的临界We,该临界值不受壁面温度的影响;壁面温度对液滴最大铺展系数的影响规律与Leidenfrost点密切相关,当壁温低于Leidenfrost点时,随着壁面温度的升高,沸腾气泡增多,液滴铺展受到的阻力增大,从而导致液滴的最大铺展系数下降;当壁面温度高于Leidenfrost点时,液滴撞击壁面后在壁面附近瞬间形成一层连续性气膜,液滴在气膜上铺展,其最大铺展系数几乎不受壁面温度影响。本研究有助于深入理解低温风洞中液氮液滴的微观动力学特性,可为液氮喷雾冷却系统的优化运行提供理论依据。 展开更多
关键词 低温风洞 液氮液滴 过热壁面 动力学形态 铺展特性
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