Effect of microbubbles on the structure of turbulence in a turbulent boundary layer

The time-averaged velocity and turbulence intensity distributions were measured by a laser Doppler velocimeter in a turbulent boundary layer filled with microbubbles. The void fraction distribution was also measured using a fiber-optic probe. The velocity decreased in the region below 100 wall units with an increase in bubble density. This led to a decrease in the velocity gradient at the wall, which was consistent with a decrease in shearing stress on the wall. The turbulence intensity in the buffer layer increased at a low microbubble density, and then began to decrease with an increasing microbubble density. Based on the present measurements, the mechanism of turbulence reduction by microbubbles is discussed and a model is proposed. Received for publication on Dec. 3, 1999; accepted on April 18, 2000     

泡沫沥青冷再生混合料物理力学性能研究

泡沫沥青冷再生混合料受到人们越来越广泛的关注,但对其相关性能的研究并不完善。通过工程实践及大量室内试验,该文分析了集料级配、沥青用量对泡沫沥青冷再生混合料的密度、空隙率、抗拉性能、水稳性、高温稳定性及抗剪强度的影响。研究表明,随着沥青用量的增加,泡沫沥青冷再生混合料的密度、稳定度、抗剪强度呈下降趋势,水稳性呈上升趋势,而空隙率则变化不大;混合料的干、湿劈裂强度则随着沥青用量的变化先增加后降低;级配B混合料的密度、高温稳定性、抗剪强度及干、湿劈裂强度均高于级配A混合料。这说明级配是决定冷再生混合料各种性能的最关键因素。     

节能减排新技术在滨海新区道路工程中的应用研究

"十一五"期间,滨海新区开发开放纳入到国家区域发展战略,掀起了基础设施建设的高潮,为了解决"软基、重载、盐渍化"给滨海新区道路建设带来了的巨大挑战,滨海新区积极开发研究低能环保新材料、新技术,在诸如废轮胎胶粉改性沥青应用、废弃淤泥处置改良、盐渍土固化利用、泡沫轻质土处理软土、无机结合料加固工业碱渣、生态性排水系统设置等方面取得了重大研究突破,针对这些研究成果进行介绍,对其相关技术原理、应用途径进行分析,以便达到示范推广的目的。     

舰船尾流气泡运动特性研究

建立了气泡在舰船尾流中浮升运动与径向运动的理论模型,针对不同半径、不同气体成分的气泡进行了数值模拟.计算结果表明:泡内气体成分对于半径较大的气泡无明显影响,而对于半径小于50μm的气泡则会产生显著的变化,甚至可能影响气泡变化的趋势;半径小于100μm的微小气泡能在尾流中长时间地存在,且随着气泡半径的减小,气泡在尾流中的存在时间呈指数规律增长,这一结论与实验结果具有较好的一致性.     

几种船舶节能技术性能分析

随着燃油价格上涨,船舶节能成为航运业关注的热点之一。本文从减小船舶阻力、提高螺旋桨推进效率、采用混合动力装置三个方面介绍了几种主要的节能技术,分析了各种节能技术的特点。     

水中气泡幕对噪声的屏蔽效果研究

本文基于水中气泡幕对宽频带噪声有良好衰减和屏蔽作用的基本原理,阐述了水池船模气泡幕降噪实验所取得的一些研究成果,其中包括喷气管布置方式、喷孔直径、喷气量等不同时的降噪量对比、喷气环截面形状与阻力的关系等.研究表明,喷气管分散布置方式时噪声的屏蔽效果较好;梯形截面喷气环的阻力明显比半圆形截面小;在实验所取喷孔直径及喷气量范围内,开孔直径和船模速度的改变亦对其屏蔽效果有较大影响.     

螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算与仿真研究

建立了螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算机仿真系统.系统研究了螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算方法,建立了相关的仿真数学模型.模型中螺旋桨的水动力性能采用升力面理论涡格法计算,桨毂的影响采用Hess-Smith面元法计算.将舵及舵球的诱导速度作为对桨及桨毂进流的修正,以考查舵及舵球的影响.舵与舵球水动力的计算采用以速度势定义的面元法.在此基础上,进行系统功能设计,编制了计算机仿真系统.应用此软件设计了四种舵球方案,并进行了相应方案螺旋桨的定常水动力性能的计算对比分析.仿真计算表明,设计的舵球方案可有效地提高螺旋桨的水动力性能.其中不对称型舵球方案在实船对比测试中获得了节能5.1%,提高主机功率储备5%以上的效果.     

数值仿真技术在汽车涂装工艺中的应用

针对某款新开发车型其发罩外板内表面前端电泳效果差的问题,利用数值仿真技术对其进行分析。发现主要是由于前端设计不合理,在电泳时形成死腔,产生大的气泡从而导致电泳不上的问题。在增加一个简单的排气工艺孔后,结果大为改善。     

水下爆炸气泡脉动作用下细长加筋圆柱壳的鞭状响应分析

细长加筋圆柱壳是潜艇耐压壳体的主要结构,其在水下爆炸载荷之下发生的鞭状运动是潜艇结构破坏的主要因素之一.为了考察不同的因素对于细长加筋圆柱壳鞭状响应的影响,该文将圆柱壳简化为一根变截面的梁,用双重渐进近似法(DAA)描述了结构的动态变形与瞬态流场的耦合作用,从弯矩的角度的考察了水下爆炸第一次气泡脉动载荷对结构鞭状响应的贡献,总结了圆柱壳上的弯矩随潜深,爆距,爆炸方位角变化的规律.研究结果有助于进一步了解水下爆炸作用下潜艇的鞭状动响应特征,并用以改进潜艇的抗冲击设计.     

Characteristics of a bubble jet near a vertical wall

A numerical model of a coupled bubble jet and wall was built on the assumption of potential flow and calculated by the boundary integral method. A three-dimensional computing program was then developed. Starting with the basic phenomenon of the interaction between a bubble and a wall, the dynamics of bubbles near rigid walls were studied systematically with the program. Calculated results agreed well with experimental results. The relationship between the Bjerknes effect of a wall and characteristic parameters was then studied and the calculated results of various cases were compared and discussed with the Blake criterion based on the Kelvin-impulse theory. Our analyses show that the angle of the jet＇s direction and the pressure on the rigid wall have a close relationship with collapse force and the bubble＇s characteristic parameters. From this, the application range of Blake criterion can be determined. This paper aims to provide a basis for future research on the dynamics of bubbles near a wall.