减阻机理

摘要： 滑溜水压裂液的减阻性能是滑溜水压裂液的研究重点。利用自主研发的压裂液摩阻测定仪研究了不同加量、排量及实验温度对滑溜水压裂液用减阻剂减阻性能的影响规律,进而对其减阻机理进行研究。实验结果表明:同一排量下,减阻率随着减阻剂浓度的增加而增加,当浓度增加到一定范围时,减阻率基本保持不变,最优的减阻剂浓度添加范围为0.15wt%~0.20wt%;在同一加量下,减阻率随着排量的增大先增大后减小,存在的最优排量为35 L/min;在同一排量下,减阻率随着温度的升高而减小,在25°C时,减阻率最高。该实验有助于学生了解滑溜水压裂液的减阻机理和流体的流动规律,激发学生的实验热情,提高学生动手实操能力和思维转换能力。

摘要： 流动减阻问题是科学与工程界长久以来关注的重点问题,对国民经济和国防军事具有重要影响。受自然界中荷叶、猪笼草等生物的启发,制备出仿生水下滑移表面,其主要分为气-液界面和液体浸润表面。水下滑移边界减阻技术可以实现较高的减阻效果,然而目前对水下滑移边界减阻技术的研究还存在诸多不足。本文立足于水下滑移边界减阻技术,论述了水下滑移边界的基本理论、实现形式,重点介绍气-液界面和液体浸润表面减阻的研究现状,探讨了减阻研究中存在的关键科学问题,最终对水下航行器减阻技术的未来发展趋势进行了展望。

摘要： 基于仿生非光滑减阻理念,选择鲨鱼皮表面鳞盾沟槽作为研究对象,将仿生非光滑结构应用于复杂轮胎花纹沟底,在不改变轮胎其他性能的前提下提高轮胎抗滑水性能。以185/60 R15轮胎为例,运用计算流体力学方法,分析了3种仿生非光滑沟槽在不同水流速度下的减阻及抗滑水性能,进一步研究其减阻机理,并将优选结构应用到轮胎花纹沟底部。结果表明:仿生非光滑沟槽主要通过影响流体边界层结构实现减阻;与原胎相比,仿生胎可有效降低轮胎表面动水压力,提高轮胎滑水速度,保障车辆在湿滑路面的行驶安全性。

摘要： 在火箭煤油中添加高聚物进行有效减阻已有大量实验研究,但对于煤油流动与传热过程中流场与温度场的分布及机理分析较少,采用CFD方法对火箭煤油减阻机理与传热规律进行三维数值模拟分析,并与普通煤油进行对比。等效黏度模型采用UDF进行编译,其黏性项分别采用非牛顿流体与牛顿流体模型进行处理。数值模拟研究表明,减阻剂的添加使得减阻煤油流动边界层内的过渡层呈现增厚的趋势,导致弹性底层速度梯度降低和湍流核心区的流速上升,实现了煤油流动的减阻增输,进而达到了减阻效果。减阻煤油的摩擦阻力系数小于普通煤油,黏弹性添加剂在减阻效应中起到了正向作用,是导致减阻煤油具有湍流减阻效应的主要因素。此外,普通煤油传热管内的温升高于减阻煤油,减阻煤油的温度边界层厚度大于普通煤油的温度边界层,增加了减阻煤油管内的传热热阻,进而降低了减阻煤油的传热速率。

摘要： 为预估不同含水率的水田土壤气层减阻所需通气量,通过流变仪测得相应的水田土壤参数,并构建仿真模型进行了相应仿真试验。在试验过程中,分析了不同通气量下的船底气层覆盖情况以及不同通气量下的阻力变化,解释了其减阻机理,并采用公式的形式拟合了含水率与最优通气量的关系。研究发现:含水率为80%的水田土壤减阻率可以高达21.9%,对于含水率较低的水田土壤气层减阻效果不如含水率高的;气层减阻主要为减小摩擦阻力,对于粘压阻力减小效果不明显,水田土壤粘性对于粘压阻力影响较大。

摘要： 滑溜水体系技术广泛用于油气开采领域中,滑溜水体系的核心技术为减阻添加剂,用于降低压裂施工摩阻。对比分析了滑溜水减阻剂的降阻机理,综述了滑溜水减阻剂的研究进展,介绍了高矿化度水质对滑溜水降阻效果的影响及作用机理,主要包括静电屏蔽、压缩双电层等,总结出通过引入耐盐基团、疏水缔合性基团等方法可以提高减阻剂的耐盐性能,提出未来可通过有针对性地设计减阻剂分子合成方案,进一步优化滑溜水体系,增强滑溜水体系压裂液技术的适用性。

摘要： 文章对油溶性减阻剂的减阻机理、研究现状、聚合方法进行了综述,并主要对比了几种聚合方法的优缺点,对减阻剂的制备方法及使用性能进行展望.

摘要： 体积压裂是非常规油气开采的主要手段。由于泵速高、液量大、排量大,要求压裂液具有可连续混配、低摩阻和高返排率性能,因此需要使用滑溜水压裂液体系。其中的核心组分高分子减阻剂直接决定了滑溜水压裂液的性能。本文针对近年来减阻剂的研究进展,综述了减阻剂类型和减阻机理,总结了影响减阻性能的因素,介绍了减阻剂的现场应用情况,展望了减阻剂发展方向。图2表1参90。

摘要： 减阻剂是致密砂岩、页岩等非常规储层改造压裂液的关键添加剂,其性能直接影响压裂施工效果。通过介绍聚合物类减阻剂、表面活性剂类减阻剂和多元减阻剂,分析比较了3种减阻剂的优缺点及研究进展,重点阐述了减阻剂的减阻机理及减阻失效机理,归纳总结了纳米材料在压裂减阻中的应用研究进展。指出在高温、高剪切、复杂介质等非常规储层压裂环境中,同时具有储层伤害小、携砂能力强、减阻稳定且高效、易返排、易回收利用等优点的新型多功能复合减阻剂将是今后研究的重要方向。

摘要： 在重力溢流式低湍流度循环水洞中,采用高时间分辨率粒子图像测速技术(TRPIV),对沟槽-超疏水复合壁面的湍流边界层减阻机理进行了实验研究.这种减阻壁面综合了沟槽减阻和超疏水减阻两种被动减阻技术的优势.以300Hz的拍摄频率,测量了光滑壁面(P),超疏水壁面(SH),沟槽壁面(R)和沟槽-超疏水壁面(RS)四种壁面的平板湍流边界层瞬时速度场的时间序列样本,实验基于动量厚度和自由来流速度的雷诺数Reθ=1451,对比分析了四种壁面的平板湍流边界层平均速度剖面和雷诺应力剖面.通过对平均速度剖面的对数律区进行拟合,获得了壁面摩擦速度、壁面摩擦切应力、壁面摩擦系数及其对应的减阻率.利用湍流边界层瞬时速度场的空间条件采样和相位平均方法,获得相干结构的空间特征形态,并通过分析对比不同壁面上壁湍流相干结构特征,以湍流相干结构被动控制为切入点分析了沟槽-超疏水复合减阻壁面的减阻机理.

摘要： 在稠油掺稀输送过程中,由于管内温度、压力等条件和管流参数的变化,常伴有溶解气的析出.随着含气量的增加,管内可能会出现泡状流、段塞流等多种流型,输油管中多相流体的流动型态是影响降黏减阻效率和输送效率的重要因素.LPG-稠油多相运移过程中,会发生LPG相态的转变,出现气液两相流.当LPG气化量较低时,气相以气泡的形式存在,呈泡状流.随LPG气化量的增大,管内逐渐出现段塞流动.本文通过理论分析,建立掺LPG的减阻机理模型,对LPG气体减阻机理进行分析.结果表明,掺LPG气相减阻的实质是附面层掺气减阻,在管道中心含气浓度为0的情况下,减阻率随壁面含LPG气相浓度的增大而增大.

摘要： 近年来围绕流体主动控制理论和技术对航空航海中最关心的减阻减振问题进行了研究,主要工作包括:槽道湍流的电磁减阻机理研究.利用仅随空间变化的电磁力控制槽道湍流,当参数组合达到最优时,可以得到了稳定的流场特征结构,并以此特征结构解释流场速度、雷诺应力和阻力变化的内在联系;圆柱涡生振荡的流固耦合机理研究.考虑粘性附加质量,并将推导得到的真实的水动力代替以往研究中假设的水动力,结合圆柱振动方程,实现了真正的流固耦合;电磁力在流动控制中的机理研究.将电磁力按其作用效果分为流场电磁力和壁面电磁力,揭示它们在流动控制过程中各自不同的作用;流动优化控制研究.基于优化控制理论,提出了电磁流体减阻控制过程中关于电磁力时空优化的目标函数,实现了电磁力流体控制的优化,提高了控制效率.

摘要： 由于土壤条件及其物理力学性质的复杂性,耕作力学研究成为一个世界性难题,相关的许多问题迄今难以精确量化.究其原因,可能是该问题相关的数学与几何基础,及在此基础上的物理学、触土曲面-土壤接触动力学理论还不够清晰与完整.本工作引入微分几何学曲面论理论,意图探索适宜于土壤耕作部件触土曲面设计,且较为完整和系统化的参数体系、数学模型、内在几何性质和减阻机理,为触土曲面的高效节能设计提供理论依据和方法指导.

摘要： 针对注水开发油田中的"高压欠注"难题研发的纳米颗粒吸附法减阻技术是一项有效的前沿技术,其减阻机理的核心理论是水流滑移效应,现有的多孔介质水流滑移模型未考虑纳米颗粒吸附引起的孔径变化与不同状态时渗透率的差异,尚不能合理地解释纳米吸附法的减阻机理.考虑纳米颗粒吸附边界层对管径大小与边界润湿性能的影响,以及不同流体状态时的岩心渗透率的差异,采用均质等效多管束物理模型建立了基于纳米颗粒吸附的多孔介质水流滑移数学模型Ⅱ.模型Ⅱ给出了滑移长度与吸附层厚度、孔隙度、以及不同流态时渗透率的关系,将传统的岩心流动实验与速度滑移理论结合起来,为多孔介质中滑移长度的表征提供了一种方法,很好地解释了纳米颗粒吸附造成多孔介质孔道管径减小而注水量增加的矛盾,为阐述纳米减阻机理提供了理论依据.同时,该模型也适用于由各种表面活性剂吸附引起的水流滑移效应.通过岩心流动实验,测试了不同纳米增注剂的减阻效果,渗透率的增幅在,减阻效果显著.利用模型Ⅱ和模型Ⅰ计算了岩心中纳米增注剂引起的水流滑移长度,结果显示,两者的差异较大,不是单一的孰大孰小的关系,与不同流态时的渗透率有关.

摘要： 本文主要介绍了三种气体减阻技术(气泡减阻、气层减阻和人工空化减阻)的基本概念、理论基础及其研究进展.针对气泡减阻技术,根据单气泡在边界层中的受力情况,并结合气相和水相流场的试验测量结果,分析了出现气体分层的原因及其对气泡减阻持续性的影响,初步介绍了气泡减阻相似性问题及注意事项.针对气层减阻,介绍了气泡减阻向气层减阻转换的试验现象以及气层减阻的流动特点和转换气流量/临界气流量的概念,理论分析了出现气层减阻的力学条件及可能的相似数.针对局部空泡减阻技术,介绍了通气空泡与自然空泡的重要区别、局部空泡绕流的势流计算模型及其结果的物理意义,通过模型试验结果确定了气体从局部空泡逃逸的方式及其特点.

摘要： 近年来,随着计算机科学技术突飞猛进的发展,计算流体动力学也有了长足的进步,常简称为CFD数值模拟技术.在国内外工程应用中,科研人员常常将CFD技术用于预报各种复杂的绕流流场,分析流场波形、压力分布,以及计算船舶阻力和操纵水动力上.本文通过对前期设计得出加装尾楔的DTMB5415-G船型进行CFD数值模拟,将模拟结果与理论数值计算结果和原船型实验结果对比来验证DTMB5415加装尾楔的船型减阻优化设计的可行性,并通过数值模拟结果来分析加装尾楔船型的减阻机理.

摘要： 在大直径长距离顶管施工过程中,顶推力过大是困扰顶管施工多年的技术难题.顶进力过大对顶管施工机械及相应的设施提出了更高的要求,顶进力已成为限制顶管技术发展的因素.针对这一问题,结合港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕实际工程,对顶管润滑减阻泥浆展开研究.通过正交试验确定了最优泥浆方案.将泥浆方案应用到实际工程中使单位摩阻力大幅降低,解决了顶进过程中顶推力过大的问题.

摘要： 在大直径长距离顶管施工过程中,顶推力过大是困扰顶管施工多年的技术难题.顶进力过大对顶管施工机械及相应的设施提出了更高的要求,顶进力已成为限制顶管技术发展的因素.针对这一问题,结合港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕实际工程,对顶管润滑减阻泥浆展开研究.通过正交试验确定了最优泥浆方案.将泥浆方案应用到实际工程中使单位摩阻力大幅降低,解决了顶进过程中顶推力过大的问题.

摘要： 在大直径长距离顶管施工过程中,顶推力过大是困扰顶管施工多年的技术难题.顶进力过大对顶管施工机械及相应的设施提出了更高的要求,顶进力已成为限制顶管技术发展的因素.针对这一问题,结合港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕实际工程,对顶管润滑减阻泥浆展开研究.通过正交试验确定了最优泥浆方案.将泥浆方案应用到实际工程中使单位摩阻力大幅降低,解决了顶进过程中顶推力过大的问题.

摘要： 本发明提供一种基于波导机理的微浮筏流体减阻降噪蒙皮，由微浮筏结构在蒙皮下周期排列构成。微浮筏结构由电磁线圈和弹性阻尼元件组成。电磁线圈由铁芯加工后缠绕漆包线构成。本发明采用微浮筏结构与磁流变弹性体相结合的方式，通过改变电磁线圈中电流的大小，调节作用于磁流变弹性体的磁场强度，进而控制磁流变弹性体的阻尼和刚度，使部分微浮筏结构的共振频率发生改变产生线缺陷，形成波导。声波或弹性波沿着缺陷定向传输，抑制表面噪声及激励的传播。同时表面采用柔性材料制造，可以推迟湍流边界层的转捩，实现蒙皮的减阻降噪。

摘要： 本发明公开了气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船，其中，气层减阻装置喷气结构包括稳压腔和设于船底板上的若干喷孔，稳压管设于纵骨的上方，稳压管的内腔为稳压腔，稳压管上设有若干与喷孔一一对应的输气管，输气管的两端分别连通稳压管和对应的喷孔。现有技术中稳压腔直接与船底板连接，因此会贯穿纵骨，为弥补在纵骨上开孔对船舶总体强度的影响，需要在纵骨上增加纵骨补板。而本实施例，稳压腔设置纵骨的上方，不需要切割和贯穿纵骨，不会对船舶结构强度产生影响。

摘要： 一种通过安装减阻外壳减阻的减阻方法，是由安装在飞机、导弹、鱼雷、潜艇外表面、水面舰艇水面线下部外表面的具各种外形成涡减阻片减阻外壳层构成；其特征在于：具各种外形成涡减阻片的减阻外壳层，在安装到飞机、导弹、鱼雷、潜艇、水面舰艇水面线下部后，会在飞机、导弹、鱼雷、潜艇、等下部部位外表，形成凸起与下凹相间分布，以及空气或水流在流过安装有这样具各种成涡减阻片减阻外壳层过程，会形成一定程度类涡流状流动特征。

摘要： 本发明公开了一种水环、减阻装置、低阻煤泥输送管道及其减阻方法。所述输送管道包括减阻装置和设置有减阻装置的煤泥管道，减阻装置包括水环、水管和设置在水管上的启闭阀。水环设置在煤泥管道上，包括同心套管式设置的环芯和水套。水套设置在环芯外侧，水套与环芯固定连接，水套与环芯之间设置有夹层，水套设置有进水孔将夹层与水管连通。水套前端与环芯前端分别均匀收缩成锥面，且形成宽度h的水环缝并与夹层连通。减阻装置包括若干个水环，沿着煤泥管道间隔设置。或减阻装置包括一一对应设置的水环和启闭阀，减阻装置沿着煤泥管道间隔设置若干组。高压水通过水环在煤泥柱表面形成水膜从而减少阻力。本发明具有结构简单、减阻效果好等优点。

摘要： 本发明公开了一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置及减少风阻的方法，附加装置是一安装在车体外表面的具有一个顶壁、两个侧壁的罩体；该罩体的顶壁和两个侧壁均是由内部具有多个气室的夹层板构成，每个气室上均开设有多个朝向罩体外部的渗气孔；车体前端设有高压气泵，高压气泵通过管路将气流由罩体前端输送给各个气室，气流由罩体的顶壁和两个侧壁的渗气孔喷射出罩体的外表面，并在罩体的外表面形成气膜。该气膜与外界气流接触、混合，降低其与罩体的速度差，使车体外的边界层速度梯度减小，粘性力摩擦作用减弱，从而降低了车辆行驶过程中的风阻。

摘要： 本发明提供一种基于波导机理的微浮筏流体减阻降噪蒙皮，由微浮筏结构在蒙皮下周期排列构成。微浮筏结构由电磁线圈和弹性阻尼元件组成。电磁线圈由铁芯加工后缠绕漆包线构成。本发明采用微浮筏结构与磁流变弹性体相结合的方式，通过改变电磁线圈中电流的大小，调节作用于磁流变弹性体的磁场强度，进而控制磁流变弹性体的阻尼和刚度，使部分微浮筏结构的共振频率发生改变产生线缺陷，形成波导。声波或弹性波沿着缺陷定向传输，抑制表面噪声及激励的传播。同时表面采用柔性材料制造，可以推迟湍流边界层的转捩，实现蒙皮的减阻降噪。

摘要： 本发明公开了一种采用分支管路调节气量的船用气层减阻系统和气层减阻船，该采用分支管路调节气量的船用气层减阻系统包括：供气设备、输气设备、多组稳压腔、控制器、检测设备、控制阀组和设于船底板上的若干喷孔；供气设备与输气设备连接；输气设备与每一稳压腔连接，输气设备用于将供气设备输出的气体传输至每一稳压腔内；稳压腔设置于船底，稳压腔沿船的宽度方向延伸并沿船的长度方向间隔分布，每一稳压腔与多个喷孔连接。本发明实施例提供的采用分支管路调节气量的船用气层减阻系统和气层减阻船，可以在船处于不同的航行工况下使每一稳压腔的喷气量符合船当前的航行工况下的设计量，进而使每一稳压腔的喷气量达到最佳分配状态。

摘要： 本实用新型公开了气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船，其中，气层减阻装置喷气结构包括稳压腔和设于船底板上的若干喷孔，稳压管设于纵骨的上方，稳压管的内腔为稳压腔，稳压管上设有若干与喷孔一一对应的输气管，输气管的两端分别连通稳压管和对应的喷孔。现有技术中稳压腔直接与船底板连接，因此会贯穿纵骨，为弥补在纵骨上开孔对船舶总体强度的影响，需要在纵骨上增加纵骨补板。而本实施例，稳压腔设置纵骨的上方，不需要切割和贯穿纵骨，不会对船舶结构强度产生影响。

摘要： 本发明属于减阻测试技术领域，并公开了一种探究表面减阻机理的试验装置，包括储水槽、蠕动泵、空气注射泵、压力传感器、PIV测量仪、Micro‑PIV测量仪和计算机接收处理系统，储水槽具有流体入口和流体出口；流体出口通过第一输送管道连接蠕动泵的入口，蠕动泵的出口连接第二输送管道；储水槽的流体入口连接第三输送管道；压力传感器设置有两个，每个压力传感器分别用于安装到待测试管道的一端；PIV测量仪和Micro‑PIV测量仪用于测量所述待测试管道内流体的速度场。本发明可利用较小的试样对减阻表面的减阻效果进行测试，有利于减小减阻技术的研发成本，而且本发明的试验装置结构简单，待测试管道的更换也比较方便。

摘要： 本实用新型属于减阻测试技术领域，并公开了一种探究表面减阻机理的试验装置，包括储水槽、蠕动泵、空气注射泵、压力传感器、PIV测量仪、Micro‑PIV测量仪和计算机，储水槽具有流体入口和流体出口；流体出口通过第一输送管道连接蠕动泵的入口，蠕动泵的出口连接第二输送管道；储水槽的流体入口连接第三输送管道；压力传感器设有两个，每个压力传感器分别用于安装到待测试管道的一端；PIV测量仪和Micro‑PIV测量仪用于测量待测试管道内流体的速度场。本实用新型可利用较小的试样对减阻表面的减阻效果进行测试，有利于减小减阻技术的研发成本，而且本实用新型的试验装置结构简单，待测试管道的更换也比较方便。