幂律流体在部分填充多孔介质平板通道内的流动特性研究

研究了幂律流体在部分填充多孔介质平板通道内的流动特性，通过边界层动量积分法求解了Brinkman-Darcy流动模型的动量方程，得到了幂律流体在部分填充多孔介质平板通道内的无量纲速度分布。计算分析发现，未填充多孔介质区域的无量纲速度和速度峰值随填充厚度的减小先增大后减小，填充厚度较厚时：随达西数与幂律指数的减小而增大；随着填充厚度减小，达西数对速度峰值的影响减弱，速度峰值随幂律指数的减小而减小。     

管道内液固浆液输送的数值模拟

为了对管道内液固浆液输送的流动形态进行研究，建立了以颗粒动力学为基础的Euler Euler双
流体模型.在浆液流速大于临界沉积速度的情况下，模拟了不同浆液入口速度时的管道压力降，同时对管
道内浆液输送液固两相流进行了研究：当轴向位置与管径之比大于50时，管道内浆液流动处于充分发展
状态.此外还分析了在不同浆液速度下管道内液固两相的空间分布和浆液流动形态：在水平方向液相速度
分布和固体颗粒相速度分布呈对称状态；垂直方向液相速度分布和固体颗粒相速度分布由于重力影响，
不再呈对称状态.固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同，两者之间的滑移速度很小，可以忽略.计算
结果与实验值的比较表明，所建模型能有效地描述管道压力降和管道内浆液流动形态.     

三参量模型粘弹性圆柱体轴向流动中的动力特性

对悬臂粘弹性圆柱体轴向流动中的动力特性进行了研究,计算模型采用三参量模型,对特征方程进行了推导,给出了在质量比β(β=0.5)一定,改变无量纲延滞时间α和无量纲弹性系数比λ的情况下,悬臂三参量模型粘弹性圆柱体的前三阶模态无量纲复频率ω的实部及虚部与无量纲流速v之间的关系曲线图.研究结果表明:在无量纲弹性系数比λ和质量比β一定时,随着无量纲延滞时间α的增加,及在无量纲延滞时间α和质量比β一定时,随着无量纲弹性系数比λ的增加,第一阶模态发生单一模态颤振及再次稳定的无量纲临界流动速度都在减小.     

旋流闪急干燥器流场分析

在理论研究和实验分析的基础上,对旋流闪急干燥器旋转流场进行了研究.通过对理论式进行无量纲化,拟合得到了切向速度分布、轴向速度分布和沿程压力降的经验式.     

燃油增压锅炉配风器三维流动特性数值计算

采用RNGκ-ε模型,对船用燃油增压锅炉配风器流场进行了三维冷态数值模拟研究。将常温常压工况下的数值计算结果与PIV试验值进行了对比,两者结果的一致说明了计算模型的正确性。用此计算模型计算并对比了100%BMCR和50%BMCR两个工况下的流场,结果表明:垂直轴的截面上无量纲切向速度与无量纲轴向速度分布呈"M"型,但受稳焰器小孔非轴对称性的影响,无量纲切向速度轴对称性不强。相对于100%BMCR工况,50%BMCR工况回流区轴向和径向尺寸分别下降1.59%、4.55%,最大回流速度下降53%,压损下降75%。两工况下压降的模拟计算值与经验公式计算值均一致,计算结果为配风器的设计和优化运行提供参考依据。     

Characteristics of Convection Heat Transfer in Power-Law Fluid Saturated Porous Media Channel

幂律流体饱和多孔介质通道内对流换热特性

田兴旺¹,张琨¹,刘峰¹,王平²,徐士鸣²

（1.大连海洋大学 海洋与土木工程学院,辽宁 大连 116023;2.大连理工大学 能源与动力工程学院,辽宁 大连 116024）

摘 要：

基于Darcy-Brinkman-Forchheimer流动模型和局部非热平衡模型,考虑黏性耗散效应的影响,建立了幂律流体在多孔介质通道内流动传热的一般模型。推导出无量纲速度分布和流、固温度分布的计算表达式,并在恒热流边界条件下,利用经典的四阶Runge-Kutta法进行了自编程序的数值求解。模拟结果表明,无量纲的相间传热系数Bi、有效导热系数比k、达西数Da,布林克曼数Br、综合惯性参数F等表征参数对无量纲流、固温度分布有着较大的影响,同时发现不同幂律指数的流体对流动传热特性也有着重要的影响。

关键词：粘性耗散;幂律流体;多孔介质;局部非热平衡;数值模拟

     

泡沫铝制备中析液过程的微观－宏观数值研究

通过微元管内流动模型研究液态金属熔体泡沫体内单条Plateau边界内析液过程中的速度场.分析不同牛顿表面粘度,即不同的气液界面运动能力(无量纲参数M)条件下,Plateau边界内速度的分布.结果显示,在相同的气液界面运动能力和曲率半径条件下,泡沫体内固壁处Plateau边界内速度约是内部Plateau边界内速度的6～8倍,从而解释不同容器内泡沫体析液速率的差异现象;发现M存在一个临界值,在此值的两边,液膜厚度与曲率半径的比值对Plateau边界内速度的影响呈现出相反的趋势.进而利用微观计算结果建立了泡沫体的整体宏观析液模型,将模型计算结果和经典析液方程计算结果及实验值作了比较,结果表明,模型计算结果与实验值在泡沫层上部、中部吻合较好,M值和气泡大小对析液过程有显著影响.     

三维可压缩驻点流层流边界层速度与温度数值解

本文在前人研究成果的基础上用龙格库塔法求解了可压缩驻点流层流边界层内流体无量纲速度和温度数值解,研究了喷注系数和形状系数对定物性流体驻点流流体速度和温度分布的影响,研究了流体物性(密度和粘度)、壁面无量纲温度和形状系数对可压缩驻点流流体速度和温度分布的影响,由于篇幅限制,本文部分计算图表未能列出,仅列出了各研究因素间的影响规律.     

基于掺长模型非淹没刚性植被水流流速垂向分布的数值解

对非淹没刚性植被的水流流速垂向分布进行了研究,基于恒定均匀流假定,通过单元体的受力分析得到考虑刚性、非淹没植被作用后水体单元流动的控制方程,充分考虑了植被群对混掺长度、植被拖曳力系数、达西—魏斯巴哈摩擦系数的影响,得到了基于混合长度概念的求解非淹没刚性植被水流流速垂向分布的新模型。该模型物理概念清晰,形式简单,可直接计算出摩阻流速。结合本文和Rowinski 等的室内水槽实验资料,采用该模型对非淹没刚性植被流速垂向分布进行了数值模拟,结果表明本文给出新的掺长模型是合理有效的。     

局部热非平衡多孔介质圆管非达西强迫对流换热分析

对流体饱和多孔介质圆管内局部热非平衡情形下非达西强迫对流的换热性能进行数值模拟.首先利用Brinkman流动模型和局部热非平衡模型建立研究问题的数学模型,预测强迫对流换热.然后使用COMSOL Multiphysics仿真软件对模型求解,获得无量纲渗流速度场、固体骨架温度场、流体温度场和努塞尔数(Nu).此外,详细分析Nu对某些关键参数的依赖性.研究发现,随着达西数(Da)和毕渥数(Bi)的增加,Nu先增加后趋于渐近值;贝克来数(Pe)的增加会导致Nu单调增加;相反,流体有效热导率与固体骨架有效热导率之比(即导热比κ)和流体有效动力黏度与实际动力黏度比(即黏度比M)的增加将导致Nu先减小后趋于渐近值.所得模型和数值结果既可用于提高工程中多孔介质圆管换热能力,也可为相关实验和解析研究提供参考.     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

FMS中加工质量故障预报的新方法

对引起加工质量故障的原因进行了研究,建立了用于加工中心加工质量故障分析的与/或故障树,提出了隐加工质量故障(FMQF)的概念和由·FMQF 找出制造系统故障的决策树方法.本文在模糊理论基础上,提出了隐加工质量故障识别的新方法,用这种方法可以根据控制图的变化进行设备状态估计.基于以上研究,建立了可用于柔性制造系统隐加工质量故障预测和预报的专家系统.     

立方准晶的反平面问题与Ⅲ型裂纹问题

发展了立方准晶材料的断裂理论 .通过应用Fourier分析和对偶积分方程理论 ,得到了立方准晶材料Ⅲ型裂纹问题的精确解析解 ,并由此确定了位移与应力场 ,应力强度因子和应变能释放率 .结果表明 ,应力强度因子与材料常数无关 ,而应变能释放率依赖于所有的材料常数 .这些为研究此新固体材料的变形和断裂提供了重要的信息 .     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

高师物理专业人才培养与基础教育衔接问题的研究

分析了当前高师物理专业人才培养与基础教育人才需求存在的问题,结合调查情况,提出了高师物理专业在培养目标、课程设置、教学内容、教学方法及实践教学环节方面的改革措施。     

JOURNAL OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY TOTAL CONTENTS(Vol.23)

正~~     

鞋面织物染整过程节能减排技术方法

鞋面织物染整是纺织工业中一个特殊分支,公司通过采用先进染色技术和工艺,可以从源头上达到节能和减少废水产生量的效果,废水产生后经过处理达标排放,部分经深度处理后回用。公司经长期实践后已经达到吨织物染整用水125m~3/t_(产品),吨织物排放废水79.2 m~3/t_(产品),水回用率达37.8%,吨产品蒸汽耗量从9t/t_(产品)下降到7 t/t_(产品),均达到国内国际先进水平。     

一种面向对象的超媒体系统的设计与实现

介绍了一种面向对象的 NBO(node-block-object)超媒体数据模型.该模型利用面向对象的方法,将多媒体信息和链接功能封装于一体,成功地实现了交叉链接和双向链接,大大增强了系统的灵活性,并实现了超媒体系统中的前、后向双向查找功能.在链接关系上,还实现了条件约束,从而大大方便了时间相关媒体信息的处理和多种媒体对象相互协作的操作.     

一类摩擦非线性系统的PID控制和摩擦补偿控制的实验比较研究

研究一类高度非线性摩擦特性影响下的控制系统的定位控制问题 .针对负载扭矩变化而造成摩擦特性的变化 ,采用PID控制和摩擦补偿控制对阀控液压马达控制系统的定位控制进行实验对比分析 .实验结果表明 ,常规比例控制由于受摩擦的影响产生较大的稳态误差 ,而积分控制的引入可减小稳态误差 ,但却引起系统产生极限环振荡和较长的调节时间 ;简单的定摩擦补偿在恒定的负载扭矩下可以有效地减小稳态误差 ,但是当负载扭矩大范围变化时 ,稳态定位精度将大大降低 ;基于误差和误差变化的动态摩擦补偿 ,在负载扭矩大范围变化的条件下均获得了高精度的定位控制 .     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of