垂直管道中密相两相流动的解析解

本文依据文献[1]的密相两相流动的数学模型,对垂直圆管中密相两相流动进行了解析求解,分别得到了连续相和分散相的速度解析表达式.在相间阻力与相间速度差成比例时,除了在离管壁面很近的薄区之外,管道流动规律与达西渗流定律完全一致.本文验证了文献[1]的密相两相流动数学模型的假定在本文情形下是合理的.     

K－ε模型在复杂管流中的模拟计算

本文对复杂管流中的湍流问题采用了k-ε模型进行模拟计算.对于复杂边界问题采用了阶梯型网格近似,取得了较好的结果.文中给出了两例复杂管流的计算算例,说明了K-ε模型具有很强的适应性和稳定性.     

双金属复合钢管界面及焊缝的微观结构

通过金相分析、微区成份分析、宏观和微观断口分析,主要研究钎焊层和焊缝区的微观结构及其对复合钢管工艺性能和使用性能的影响。研究结果表明,镍基钎焊层通过扩散形成界面,实现了完全的冶金结合。组成复合钢管的各层以及焊缝金属的力学性能相近,变形均匀,保证了复合钢管的可焊性和强韧性。铜钎焊复合钢管由于高温铜脆而引发焊接裂纹,且其钎焊层硬度明显高于基层和复层,导致层间剪切及沿界面发生分层脱离,固该铜基合金不宜做复合钢管钎焊料。     

Bending-torsional stability analysis of aerodynamically covered pipes with inclined terminal nozzle and concurrent internal and external flows

Stability analysis of a cantilevered pipe with an inclined terminal nozzle as well as simultaneous internal and external fluid flows is investigated in this study. The pipe is embedded in an aerodynamic cover with negligible mass and stiffness simply to streamline the external flow and avoid vortex induced vibrations. The structure of pipe is modeled as an Euler–Bernoulli beam and effects of internal fluid flow including flow-induced inertia, Coriolis and centrifugal forces and the follower force induced by the exhausting jet are taken into account. In addition, neglecting the compressibility effect and using the unsteady Wagner model, aerodynamic loading is determined as a distributed lateral load for any generic structural state. The integral form of coupled equations of motion are obtained using the Hamilton’s principle. Solution to the coupled flexural–torsional equations of motion is realized via the extended Galerkin method. After discretization of the equations of motion, an eigenvalue representation of the problem is obtained. Several parameter studies are then conducted to examine the effects of concurrent fluid flows and other related parameters on the stability margins of the system.     

HEAT-PIPE-COOLED THERMAL PROTECTION FOR THE LEADING EDGE OF THE WING

针对高超声速飞行器飞行时翼前缘存在着严重的气动加热问题,为了保证翼前缘的尖锐外形,提出疏导式热防护结构,利用内置高温热管结构为翼前缘提供热防护。采用数值模拟和电弧风洞试验的方法对翼前缘疏导式结构进行了分析,得到翼前缘内置高温热管具有的防热效果。数值模拟结果表明在一定热环境条件下,翼前缘驻点温度下降了304K,尾部最低温度升高了130K,实现了热流从高温区到低温区的疏导,减弱了翼前缘的热载荷,强化了翼前缘的热防护能力。通过电弧风洞试验可以获得相同的热防护结果,并且在一定飞行条件下高温热管可以自适应启动,验证了数值模拟方法的准确性以及翼前缘内置高温热管疏导式热防护结构的可行性。     

清管载荷作用下输气管道安全落差研究

山地天然气管道局部落差和坡度大,在清管过程中易在清管器冲击载荷作用下发生屈曲和应力超限.基于有限元方法研究了考虑管-土耦合作用的大落差管段清管过程非线性动力学特征,分析了清管器运行速度、管道坡度、清管器-管内壁间摩擦系数对管道受力和位移的影响,得到了不同坡度、摩擦系数条件下极限清管运行速度和最大高程差.结果表明:清管器...     

输油管道油流静电带电数值计算

对输油管道内油品流动带电问题的数值计算进行了研究.紊流条件下的电荷输运方程是一个对流占优的对流扩散反应方程,采用算子分裂法,将该方程分解为纯对流方程、纯扩散方程和纯反应方程,分别采用特征线法和差分法求解.算例证明,该方法能准确描述管道内电荷分布,因而提供了一种获取冲流电流的可靠方法.     

地震波作用下埋地管道截面应力偏移效应研究

PE管广泛应用于城镇燃气、水和浆体等输送领域，地震灾害下埋地管道易发生失效。为此，提出了一种地震波作用下埋地PE管-土耦合数值建模方法，研究PE管力学特性，探究管道内压、地震烈度、围土和覆土厚度等对其力学响应影响规律。结果表明，地震波作用下管道截面应力出现偏移效应，而非0°,90°,180°和270°位置；内压作用下管壁应力增加；管道环向应力随着地震烈度增加而增大，且应力偏移效应更加显著。研究结果可为PE管道敷设和安全评价等提供理论依据。