流体力学

摘要： 随着化工设备集约化,并排塔器因大幅横风向振动而发生破坏的现象时常发生,然而各塔器间的耦合机制复杂,少有报道。为了解决这一问题,本文应用弹性支撑的刚性截断模型模拟并排塔器的横风向振动,开展了风洞实验,深入分析了并排塔器的横风向激振特性;设计了一种微型翅片,通过调整尺寸参数达到了最佳减振效果。研究结果表明,并排塔器的横风向激振可按照间距比范围分为三种典型振动状态,即单钝体模式、剪切层再附着模式和共同脱涡模式。当间距比S/D<2时,上游塔器在较小的折合流速下即发生驰振,且与下游塔器存在能量转化,在工程中应予以避免。当微型翅片的厚度参数大于0.1D及长度参数大于0.9D时,微型翅片的减振效果最佳,可以防止尾流驰振,使并排塔器的横风向振幅减小78.63%~95.67%。

摘要： 为解决苏里格气井井筒内积液问题,采用计算流体力学仿真分析手段,结合激光流动实验测量技术,围绕雾化器及安放位置数值优化分析、雾化器流道室内测试等内容,开展了仿真实验研究。针对激波雾化排水采气的喷管构型,采用Bezier曲线建模方法进行参数化,利用基于Fluent/Matlab协同仿真的自动优化平台对在不同实验环境及外场条件的喷管外形进行了优化,搭建超声速激波雾化实验系统;针对优化设计的雾化器及两种常规雾化器,采用粒子阴影图像测试技术,对雾化速度、颗粒直径开展实验研究。对比数值仿真分析结果,表明该研究所采用的数值计算模型、湍流模型、边界设置条件等能够准确模拟出雾化器内部流动特性,为后续实验验证提供相应的较优喷管外形,也为在不同天然气井工况下选择合适的喷管外形提供了参考。

摘要： 在新工科的时代背景下,为了提高专业基础课程教学效果,通过教学内容、教学方法和教师教学水平的提升,进行了教学质量提升的探索与实践。通过教学大纲修改、增加实践等实现教学内容提升;改善教学方法,充分利用网络资源,采用线上线下混合教学及改革课程考核方式,实现教学方法提升;通过教师增加知识储备、注重课程内容内联外引、提供“个性化”的信息和知识、提升语言魅力等提升教师个人的教学水平。

摘要： “流体力学”是环境工程专业培养人才的重要专业基础课程,对于核心专业课“大气污染工程”和“水污染控制工程”的学习具有关键的支撑作用。文章基于国际工程教育专业认证的OBE理念,旨在打破传统教学存在的问题,从成果导向、持续改进等视角,优选前沿和工程应用的教学资源、改革多元化教学模式、重点突出实验教学能力培养,同时结合“流体力学”课程中的思政元素,最终促进“OBE理念+课程思政”教学目标的达成。

摘要： 随着国际交流的增强,以及对外开放的不断深入,在这种国内、国际新形势下,我国工程技术领域对既懂得专业知识又通英语的复合型、国际型人才的需求日益增加,复合型、国际型工科人才匮乏的问题日益突出,因此全英文课程建设是"新工科"背景下高等教育课程改革的重要举措,也是顺应时代发展的需求。流体力学是能源动力专业的三大核心专业基础课,实现全英文教学是高等院校工科专业国际化的必然要求。然而,在教学实践过程中发现全英文教学存在国外教材"水土不服"、课程考核困难、学生专业词汇不足等问题,特对上述教学实践过程中的问题进行思考,并提出探索方向。

摘要： 介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A“流体的流动”第一部分“水钟计时”的实验内容,并给出了参考解答以及竞赛结果分析.通过阅读材料,学生了解基于质量守恒和能量守恒的伯努利方程,利用简单的居家实验器材自组实验装置,探究水钟计时现象.试题考查了学生对水钟计时的理论、随机误差、精度及准确度、表面张力、雷诺数和层流状态等的掌握情况,以及从简单的生活现象发现物理问题及解决问题的能力.

摘要： 针对不同结构高压燃油系统油管中燃油压力保持稳定提出不同燃油喷入喷出策略。首先,对于简化的高压油管内压力随时间变化的规律,基于高压油管内燃油喷入和喷出时压力、燃油密度与流量的关系,利用微元法建立了油管内燃油压力波动随时间变化的模型;其次,针对利用凸轮驱动供油,针阀控制喷油的高压油管,结合凸轮的驱动原理和喷油嘴的不同喷油过程,对高压油管内燃油的喷入和喷出进行修正,建立优化模型,以确定凸轮角速度策略;最后,结合流体力学知识化简模型,提出了一种可以优化压力波动的双喷油嘴联动方案。

摘要： 微分形式动量方程是流体力学中的基本方程,又常称为运动方程。从这个方程出发可以得到流体力学中重要的Navier–Stokes方程。本文对运动方程的形成和使用情况做了分析。根据文献资料,微分形式的运动方程在法国人Augustin L. Cauchy(1789—1857) 1828年的文章中曾出现。而英国人George G.Stokes(1819—1903)首次正确地把这个方程用在常黏度流体的流动问题中。另外,英国人Ronald S. Rivlin(1915—2005)首次把这个方程用在黏弹性流体的流动问题中。

摘要： 介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A“流体的流动”中的第二部分“毛细管中液体的流动”和第三部分“风洞”的内容,并给出了参考答案及竞赛结果分析.第二部分试题包括基于泊肃叶定律的倾斜毛细管测量液体黏度及根据毛细管中液体流动的物理状态与雷诺数的关系进行的实验拓展.第三部分涵盖研究乒乓球在风洞内受到的摩擦阻力与风速的关系,以及曳力系数与雷诺数的关系.该部分试题包括基础物理量的测量和对实验原理的灵活运用,不仅考查了学生对物理基本规律的理解和常用测量仪器的使用,也考查了学生对实验原理的应用能力以及对实验现象的分析和总结能力.

摘要： 氧化石墨烯(GO)片的基面和边缘上存在大量的含氧官能团,能很好地分散在水中,因而具有很好的加工性和广阔的应用前景。在较高浓度范围下,GO水分散液中存在着强烈的竞争性相互作用,从而对流变行为产生较大影响。在本文中,通过稳态、动态等流变实验以及理论分析,研究了pH值、温度和不同的有机溶剂对GO分散液流变行为的影响。结果表明,降低p H值、适当增加温度以及加入吡啶均可促进GO水分散液从粘弹性液体到凝胶态的转变。利用DLVO(Deryagin-Landau-Verwey-Overbeek)理论,探讨了GO片之间的范德华作用力以及双电层排斥作用的相互关系,及其对流变性能的影响。通过群体平衡模型(PBE)分析了GO分散液的屈服应力与体积分数的正相关关系。同时,通过蠕变和松弛实验发现,高浓度的GO分散液中结构变化及流变行为在很多方面与高聚物相似,利用Poyting-Thomson模型能较好地拟合其粘弹性行为。上述研究结果为深入研究复杂的GO分散体系提供理论支撑和实验依据。

摘要： 工程教育专业认证保障教学质量的重要制度,同时也是检验高等工程教育的新标准.在工程教育专业认证的背景下,本文分析了工程教育专业认证对《流体力学》课程改革提出的要求,找出了教学过程中影响课程目标达成的问题所在,探讨《流体力学》课程改革有效措施.为工程教育专业认证背景下课程改革提供了参考.

摘要： 化工反应器设计放大是化工的核心问题之一,气液固非均相反应器尤其是包含高浓度分散相(气泡、液滴或固体颗粒)的反应器是难点.本文介绍了研制的远心照相在线测量仪等气液固多相反应器的测量仪器,实现了气液固反应器内固体颗粒与气泡的粒度大小、相含率和三相流动的在线测量,基于流体力学和传递的基础数据,建立了搅拌反应器、浆态床等反应器数学模型,并提出了各向异性显式代数应力模型等数值计算方法,设计了强化非均相混合与传递的反应器新构型,实现二甲基二氯硅烷水解反应等工业反应器内非均相传递与反应协同强化.

摘要： 对常微分方程的求解,多级Runge-Kutta方法具有精度高、稳定性好、存储量低等特点.由于稳定性的要求,显式Runge-Kutta方法的时间步长受到一定的限制.与显式方法相比,最后一级为隐式的Runge-Kutta方法能够使用相对大的时间步长,且由于只有一级需要进行隐式迭代求解,因此比对角隐式方法具有更高的计算效率.结合稳定性及耗散色散误差分析,本文发展了最后一级为隐式的四级四阶Runge-Kutta方法,并进一步与空间激波捕捉格式相结合,应用于流体力学的数值模拟研究,验证了方法的有效性.

摘要： 本文通过直接数值模拟方法研究了近壁空泡溃灭的动力学特征.建模中,考虑了两相黏性、压缩性以及界面的表面张力,采用流体体积法(VOF)对气液界面进行捕捉.在数值模拟的基础上,定义了3种能量来描述空泡流场特征,分别为空泡势能、流场中的总动能以及压力波能.研究结果发现:溃灭完成前,气泡势能全部转化为流场中的动能;溃灭完成瞬间,部分动能转化为压力波能.

摘要： 本文通过直接数值模拟方法研究了近壁空泡溃灭的动力学特征.建模中,考虑了两相黏性、压缩性以及界面的表面张力,采用流体体积法(VOF)对气液界面进行捕捉.在数值模拟的基础上,定义了3种能量来描述空泡流场特征,分别为空泡势能、流场中的总动能以及压力波能.研究结果发现:溃灭完成前,气泡势能全部转化为流场中的动能;溃灭完成瞬间,部分动能转化为压力波能.

摘要： 本文通过直接数值模拟方法研究了近壁空泡溃灭的动力学特征.建模中,考虑了两相黏性、压缩性以及界面的表面张力,采用流体体积法(VOF)对气液界面进行捕捉.在数值模拟的基础上,定义了3种能量来描述空泡流场特征,分别为空泡势能、流场中的总动能以及压力波能.研究结果发现:溃灭完成前,气泡势能全部转化为流场中的动能;溃灭完成瞬间,部分动能转化为压力波能.

摘要： 本文通过直接数值模拟方法研究了近壁空泡溃灭的动力学特征.建模中,考虑了两相黏性、压缩性以及界面的表面张力,采用流体体积法(VOF)对气液界面进行捕捉.在数值模拟的基础上,定义了3种能量来描述空泡流场特征,分别为空泡势能、流场中的总动能以及压力波能.研究结果发现:溃灭完成前,气泡势能全部转化为流场中的动能;溃灭完成瞬间,部分动能转化为压力波能.

摘要： 本文通过直接数值模拟方法研究了近壁空泡溃灭的动力学特征.建模中,考虑了两相黏性、压缩性以及界面的表面张力,采用流体体积法(VOF)对气液界面进行捕捉.在数值模拟的基础上,定义了3种能量来描述空泡流场特征,分别为空泡势能、流场中的总动能以及压力波能.研究结果发现:溃灭完成前,气泡势能全部转化为流场中的动能;溃灭完成瞬间,部分动能转化为压力波能.

摘要： 本文通过直接数值模拟方法研究了近壁空泡溃灭的动力学特征.建模中,考虑了两相黏性、压缩性以及界面的表面张力,采用流体体积法(VOF)对气液界面进行捕捉.在数值模拟的基础上,定义了3种能量来描述空泡流场特征,分别为空泡势能、流场中的总动能以及压力波能.研究结果发现:溃灭完成前,气泡势能全部转化为流场中的动能;溃灭完成瞬间,部分动能转化为压力波能.

摘要： 本研究采用实验的方法开展了不同雷诺数和通气量下,钝体尾迹区通气空泡流动特性的研究.依据雷诺数Re和通气率Qv建立了通气空泡气液两相流的流型图谱.根据通气空泡流动特征,将其分为两大类,分别是旋涡脱落型和相对稳定型.当通气率Qv=0.0866时,雷诺数的改变不影响空泡流型,均属于旋涡脱落型.当通气率为Qv=0.278时,钝体尾部有空泡包裹,随着雷诺数的增加,空泡长度显著减小,空泡形态由相对稳定型向旋涡脱落型转变.当雷诺数保持一致时,随着通气率的增加,均出现了由旋涡脱落型向相对稳定型转变的趋势.随着雷诺数的增加,由旋涡脱落型转变为相对稳定型所需要的通气率增大.

摘要： 本发明涉及气体动力学或流体动力学轴承的一种制造方法及这种类型的轴承,这种轴承具有带有第一表面的第一元件和第二元件(10),表面是可以移动的,最好在所述第一表面间具有小的间隙可彼此相对旋转,并且在彼此相对的表面中的至少一个上具有一槽型(12),用于在所述元件的相互运动中通过表面之间的介质如空气或液体产生一个泵效果,以便于在相互运动中形成防止表面物理接触的薄膜,其特征在于所述表面上的槽型通过在表面上涂抹一薄喷层,以在所述槽(12)之间形成凸出脊(13)的形式得到。

摘要： 本发明公开一种基于流体力学伯努利原理的流体物料传输装置及方法，属于流体力学领域，流体物料传输装置包括传输管道，步进电机，离心式风机，三元控制器，风力感应装置，控制主板，电能管理模块，机电控制器；流体物料传输方法包括，采集流体物料的物料数据、受力数据，获得第一关系，基于受力数据，采集施加受力数据的施加源头数据，获得第二关系；基于第一关系和第二关系，构建流体物料传输控制模型，流体物料传输控制模型用于控制流体物料的传输；本发明具有量速可控，使用安全，运行稳定，易于维护，质优价廉的技术效果，为流体物料传输提供了技术借鉴。

摘要： 一种用于测量流体的流体力学有效参数的方法和装置，该方法和装置利用流体泵，该流体泵包括安装在磁轴承(10、10a、11、11a)中的输送元件(2)，根据本发明，设想所述流体泵的所述输送元件(2)通过激励装置(16、44)被激励成振荡，其中，振荡参数以及振荡行为(视情况而定)被测量，并且流体参数由此被确定。

摘要： 本发明涉及监视海洋结构物的物理变化的系统及方法，更具体而言，提供一种监视海洋结构物物理变化的系统，包括复合光计量仪器，所述复合光计量仪器以利用光纤布拉格光栅的至少一个以上光学传感器感知所述海洋结构物的行迹及结构性变化。根据本发明，涉及引进光学传感器方式的测量方法，能够实时准确监视海洋结构物的物理变化，对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置进行实时测量监视及控制，更详细而言，涉及综合地测量因气体或流体力学环境内外力而施加于海洋漂浮物的前后左右倾斜度、吃水、吃水差、腐蚀、侵蚀、龟裂、压力、应力、振动、频率等变化，以此为基准预测控制所述海洋结构物，实现燃料节省、安全运用及维护信息提供的方法，提供一种通过对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时测量监视及预测控制的燃料节省、安全运用及维护信息提供方法。

摘要： 本发明公开一种基于流体力学伯努利原理的流体物料传输装置及方法，属于流体力学领域，流体物料传输装置包括传输管道，步进电机，离心式风机，三元控制器，风力感应装置，控制主板，电能管理模块，机电控制器；流体物料传输方法包括，采集流体物料的物料数据、受力数据，获得第一关系，基于受力数据，采集施加受力数据的施加源头数据，获得第二关系；基于第一关系和第二关系，构建流体物料传输控制模型，流体物料传输控制模型用于控制流体物料的传输；本发明具有量速可控，使用安全，运行稳定，易于维护，质优价廉的技术效果，为流体物料传输提供了技术借鉴。

摘要： 一种用于测量流体的流体力学有效参数的方法和装置，该方法和装置利用流体泵，该流体泵包括安装在磁轴承(10、10a、11、11a)中的输送元件(2)，根据本发明，设想所述流体泵的所述输送元件(2)通过激励装置(16、44)被激励成振荡，其中，振荡参数以及振荡行为(视情况而定)被测量，并且流体参数由此被确定。

摘要： 本发明提供一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，包括一机架、一电控箱和两移位机构；每一移位机构包括两直线滑台、一直线轨道、一舵机、一扑翼和一伺服电机；两移位机构的四直线滑台相互平行；直线轨道的两端可沿直线滑台长度方向滑动地连接于对应的两直线滑台上，伺服电机通过电机连接笼连接于直线滑台的末端并与对应的直线轨道传动连接；扑翼通过对应舵机固定于对应直线轨道的下方；舵机和伺服电机连接电控箱。本发明的一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，操作人员仅需将算法导入电控箱中电脑即可通过强化学习获取最优化数据，有效提升了工作效率，节约了时间成本；还可研究两个扑翼在流体力学水动力方面的相互影响。

摘要： 本发明提供一种用于流体力学水动力性能研究的单扑翼实验装置，包括机架、两直线滑台、直线轨道、舵机、扑翼、电机和摄像头；两直线滑台平行固定于机架顶部的两侧；直线轨道的两端可沿直线滑台长度方向滑动地连接于两直线滑台上，电机与直线轨道传动连接；扑翼通过舵机固定于直线轨道的下方；摄像头固定于机架的中心的正上方；舵机、电机和摄像头连接一控制器。本发明的一种用于流体力学水动力性能研究的单扑翼实验装置，可实现自动复位功能，有效提升了工作效率；设置了消波滩以消除波浪反射影响；通过摄像头和控制器的配合，可实时监控报道单扑翼在各个时间点的具体位置，可提供扑翼滑行时多种运行轨迹下的具体数据。

摘要： 本发明公开一种计算流体力学仿真中物性表格选择方法及系统，包括：确定仿真物质的物性参数、物性参数取值范围和物性参数取值范围内取值点数；初始化物性参数的取值点数，根据物性参数的取值点数构建自定义物性表格，根据物性参数的取值范围和取值点数确定自定义物性表格中物性点的点值；构建投影网格，确定投影网格中物性点的点值；根据参考网格和投影网格间物性点的点值差距得到误差矩阵，根据误差矩阵确定最大误差，并增加物性参数的取值点数，直至物性参数的取值点数达到物性参数取值范围内的取值点数后，得到最大误差矩阵；根据给定误差标准，在最大误差矩阵中得到最佳物性表格。提高计算流体力学仿真中实际气体热物性表格的精确度。

摘要： 本实用新型涉及物理教学用具领域，具体公开了一种用于流体力学实验的教学装置，其特征在于，包括：底座，所述底座的底壁设置有滚轮；供液装置，所述供液装置设置在所述底座上，所述供液装置用于提供实验用液；测量组件，所述测量组件设置在所述底座上；第一实验管以及第二实验管，所述第一实验管的一端以及第二实验管的一端均通过连通件与所述供液装置相连通，另外一端均与所述测量组件相连通；其中，所述第一实验管的内管壁的摩擦系数小于所述第二实验管的内管壁的摩擦系数。本实用新型具有能够让学生学习同种流体在不同摩擦系数的管道下的流动状态的优点。