剪切流

摘要： 针对剪切流中层合梁的大变形非线性振动问题,采用高阶剪切变形锯齿理论和冯·卡门应变描述层合梁的变形模式和几何非线性效应,构建了大变形层合梁非线性振动有限元数值模型;采用基于任意拉格朗日−欧拉方法的有限体积法求解不可压缩黏性流体纳维-斯托克斯方程,结合层合梁和流体的耦合界面条件建立了剪切流作用下层合梁流固耦合非线性动力学数值模型,采用分区并行强耦合方法对层合梁的流致非线性振动响应进行了迭代计算.研究了不同速度分布的剪切流作用下单层梁和多层复合材料梁的振动响应特性,并验证了本文数值建模方法的有效性.结果表明:剪切流作用下单层梁的振动特性与均匀流作用下的情况不同,梁的运动轨迹受剪切流影响向下偏斜,随着速度分布系数增加,尾部流场中的涡结构发生改变;刚度比对剪切流作用下层合梁的振动特性有显著影响,随着刚度比的增加,层合梁振动的振幅增大,主导频率下降,运动轨迹由‘8’字形逐渐变得不对称;发现了不同厚度比和铺层角度情况下,层合梁存在定点稳定模式、周期极限环振动模式和非周期振动模式三种不同的振动模式,改变层合梁铺层角度可实现层合梁周期极限环振动模式向非周期振动模式转变.

摘要： 【本刊2022年7月综合报道】近期,两家聚变技术研究企业——美国Zap能源公司(Zap Energy)和澳大利亚HB11能源公司(HB11 Energy)——宣布相关研究取得重大进展。Zap能源公司Zap能源2022年6月22日宣布聚变技术研究取得里程碑式进展,其研究装置Fu ZE-Q近期首次创造了等离子体。该公司正在研发的聚变技术被称为“剪切流稳定Z箍缩”。

摘要： 溶液结晶是晶体培养与工业生产中的重要流程.本文介绍溶液结晶的基本原理与过程,突出过饱和度的概念,探讨影响溶液结晶的重要因素,并基于影响过饱和度的单一或复合变量综述常规与新兴的溶液结晶方法与技术,包括其基本原理与操作、典型案例等内容.最后,基于5W1H法对溶液结晶下晶体培养过程的优化设计进行讨论.

摘要： 立管是海洋工程中输送油气或其他矿产资源的必备结构,外部洋流引起的立管涡激振动影响着立管的疲劳寿命,危害深海资源开发. 本文基于欧拉?伯努利梁方程,结合半经验时域水动力模型,建立剪切流与内流耦合作用下海洋立管涡激振动预报模型,运用有限元方法和Newmark-β逐步积分法求解方程,首先将数值模拟结果与实验数据进行对比,验证模型正确性. 然后,运用此模型,对剪切流作用下含内流的顶张立管在不同内流速度和密度下的横向涡激振动响应特性进行研究,主要分析了立管的横向振动模态、振动频率以及均方根位移等涡激振动参数随内流速度和密度等参数的变化规律. 结果表明,在剪切流场中,含内流海洋立管在横向上表现出多模态多频率的涡激振动;立管横向振动的最大均方根位移随内流速度和密度的增大而增大,特别是当内流速度较大时,横向最大均方根位移增大明显;立管横向振动的主导频率随内流速度和密度的增大而减小,并且内流密度的增大同样会引起模态转换和频率转换.

摘要： 采用二维可压缩磁流体模型,在平板位型下研究了剪切流对双撕裂模不稳定性的影响.具体分析剪切流的幅值和流剪切对双撕裂模不稳定性的影响,发现剪切流幅值越大,剪切流对双撕裂模抑制效果越好,而流剪切强度对双撕裂模的影响受剪切流幅值的影响.当剪切流幅值较小时流剪切强度对双撕裂模演化时间的影响是非线性的,当剪切流幅值较大时,流剪切强度越大双撕裂模的演化时间越长,抑制作用越强.综合来看,剪切流幅值对双撕裂模的影响更大.

摘要： 非接触式机械密封端面间流体流动是一种包含压差流和剪切流在内的复合流动,其流动状态受内外压差、密封间隙、 转速等多种因素的影响.梳理压差流、 剪切流、 复合流的临界雷诺数相关文献,发现大多数文献认为压差流的临界雷诺数为2000,剪切流的临界雷诺数也接近2000.提出一种利用复合速度计算压差剪切复合流动雷诺数的方法,即将压差流与剪切流形成的速度的矢量和作为雷诺数的特征速度来计算雷诺数,简称复合速度雷诺数,并以复合速度雷诺数等于2000作临界雷诺数判据,来判断流体膜的压差剪切复合流动是处于层流状态还是处于湍流状态.对于压差流和剪切流相互垂直的复合流动,用复合速度法确定的复合速度雷诺数与分别用压差流雷诺数和剪切流雷诺数复合的复合雷诺数等价.以GABRIEL经典论文数据为例,利用复合速度方法得到的最大复合雷诺数为100,小于复合流动临界雷诺数,处于层流状态.

摘要： 利用Phan Thien-Tanner(PTT)黏弹本构模型,通过CFD黏弹性流体软件Ansys-Polyflow对固体推进剂药浆4∶1收缩流进行数值仿真模拟,研究了固体推进剂药浆在不同松弛时间,流道收缩口处的等值线流体形态、流动速度、法向应力效应等特性。研究表明,随着松弛时间延长,流体的韦森堡效应逐渐增大,在收缩流道入口的角落处产生涡流或二次流现象越明显;在收缩流道入口处,由于流动面积减小,为保证流体质量守恒,流体沿着中心轴流动方向加速,且速度梯度方向与流体的流动方向一致,即中心轴处产生了大应变速率的拉伸流动,远离中心轴靠近壁面处流动以剪切流动为主。

摘要： 对于剪切流动中气-液两相交界面的失稳问题进行了数值模拟与研究.利用ChebyshevCollocation方法,求解了平行剪切流中扰动量的控制方程,得到了基于线性稳定性分析方法的对于扰动量时间增长率的预测值.利用离散傅里叶变换方法(DFT),分析了相界面上不稳定波的幅频特性.发现不稳定波经历了线性增长与非线性增长两个阶段;在扰动量随时间演化的过程中,湍动能的峰值首先出现在相界面附近,随后出现在流动产生的涡结构中.

摘要： 采用线化欧拉方程和声扰动方程,本文数值研究了气动声在剪切流中的传播问题.对于均匀流和剪切流两种情况,采用不同方程进行数值计算比较,研究表明,为更好地理解气动噪声的传播,应该充分考虑声-剪切流的相互作用,并且合理地选取不同的声方程.除此之外,本文研究了声扰动方程预估气动声传播的能力,当研究复杂流动噪声问题时,声扰动方程可较好地代替线化欧拉方程,这样可以节省计算成本.

摘要： 本文通过实验方法测量了H2O+SiO2纳米流体在剪切流场（剪切速率范围在89 – 820 1/s）中的等效热导率，并与已有的关联式进行了比较。测量结果表明纳米流体的热导率随着剪切速率的增加而增加，并且当剪切速率达到一个临界值时热导率出现最大值。颗粒体积分数和颗粒直径越大，纳米流体热导率随着剪切速率的增加越明显。通过与关联式的比较发现，已有关联式几乎不能预测纳米流体等效热导率的增加，同时关联式中热导率会随着剪切速率的增加而一直增加，这与实验结果也不符。

摘要： 本文采用PSPH（Projection SPH）方法对剪切流中悬浮液滴在另一种不相溶的液体的变形过程进行了模拟。液滴在小毛细数、低雷诺数时达到稳态的变形参数与理论分析结果符合较好。分别采用 CSF 模型和IIF 模型来模拟表面张力，并提出了一种改进的IIF 模型，可以克服IIF 模型参数依赖于离散尺度的问题。

摘要： 本研究建立了剪切流中大长细比柱体顺流向与横向耦合的涡激振动模型，漩涡脱落产生的流体力的变化用尾流振子来模拟，考虑到柱体振动对涡脱落的影响，在尾流振子中引入了柱体振动的加速度耦合项。根据柱体振动时瞬时速度的变化，建立了非线性流体力模型。采用有限差分法求解柱体的振动方程，计算结果与已有模型实验结果的对比显示，本模型能较好地模拟大长细比圆柱体在剪切流中涡激振动的一些重要特性，包括振动频率、振动模态，振幅大小等。在剪切流作用下，柱体的振动中出现了明显的行波振动特征，特别是在顺流向方向，这也是大长细比柱体涡激振动的重要现象。

摘要： 用布朗动力学方法对表面活性剂的微观结构进行模拟。溶液内部胶束粒子的微观结构采用粒-棒模型。对不同粒子端部球和内部球之间的相互作用，分别采用独特的Lennard -Jones势和软球势来描述。采用Verlet速度算法进行模拟。分别模拟了三维空间内在纯剪切流和单轴拉伸流下胶束的运动状态，成功地得出了网状结构。模拟表明：在低剪切率或低拉伸率下，可以形成网状结构；但在高剪切率或拉伸率下，网状结构会被破坏。模拟中还发现：剪切粘度、第一法向应力系数（拉伸粘度）均呈现剪切（拉伸）稀化的特征。这均与实验的结论相符。此外，还研究了溶液微观结构与流变特性的关系。

摘要： 目前,Spar平台在离岸深水作业中得到越来越广泛的应用,作为影响spar平台在某些来流条件下运动响应特性的一种重要现象,涡激运动已成为国际海洋工程界亟待研究的一个新课题.本文采用CFD计算与模型试验相结合的方法,对一座称为"Cell-Truss Spar"的新型Spar平台在剪切流作用下发生涡激运动的现象进行了研究.相对于目前已存在并应用的Spar平台,Cell-Truss Spar平台在结构形式上有其自身的特征,研究中充分考虑了这一特征,对其建立适当的CFD计算模型,得到其涡激运动的特征,模拟了锁定现象的发生过程,分析了锁定现象的发生机理和规律；同时制作了精细的物理模型,测试了一系列的剪切流表面流速,得到了Cell-Truss Spar平台涡激运动的一些关键性参数,并成功地观察到了锁定现象的发生.CFD计算与模型试验相互比较,相互验证,最后对该平台涡激运动响应的特征进行了分析和总结,为进一步的涡激运动抑制研究奠定了基础.

摘要： 细胞膜的坦克履带式运动是红细胞在血液循环过程中的一种运动状态。本研究采用浸入边界法模拟二维红细胞在线性剪切流中的形变，观测细胞的坦克履带式运动。模拟结果表明：坦克履带式运动不仅与选取的细胞膜的本构关系有关，而且与线性剪切流的剪切律有关。

摘要： 边界层流动和射流流动是两种典型的剪切流，由于其流动区域是无界的，其稳定性问题的准确数值计算有一些困难。本研究分别采用代数和指数坐标变换结合Chebyshev 谱配置法对这两种稳定性问题进行求解，可得到了高精度的结果；并发现，对半无界问题代数变换是较好的方法，与Grosch 和Orszag 的结论一致，而对无界问题则指数变换较好。

摘要： 利用耗散粒子动力学模拟了剪切流中两个变形的高分子液滴相互碰撞过程。高分子液滴由多根有限拉伸非线性弹性珠簧链(FENE 链)构成。研究了碰撞分离和碰撞聚合两种情形。讨论了由于剪切流导致的液滴自扩散现象。除了Ca与粘性比之外，液滴之间的界面张力系数对于两个液滴碰撞后聚合或者分离过程有重要的影响。当液滴之间存在界面张力，一定条件下可形成复合液滴。剪切流条件下，组成复合液滴的两个子液滴会出现相互翻滚现象。

摘要： 本发明公开了一种流固耦合煤岩剪切-渗流试验剪切滑动组合剪切盒，包括彼此固定连接的上盒体和下盒体；所述上盒体和下盒体设置有容纳试件的空腔；所述上盒体前后两侧分别设置有第一凸缘和第二凸缘；所述下盒体前后两侧分别设置有第三凸缘和第四凸缘；所述上盒体在所述第一凸缘和第二凸缘的两侧分别设置有第二滚道和第三滚道；所述第二滚道和第三滚道上设置有夹紧板；所述下盒体在所述第三凸缘和第四凸缘的内侧分别设置有第四滚道和第五滚道；所述下盒体上矩形分布有四个螺纹孔；所述上盒体对应所述螺纹孔处设置有腰形通孔；螺栓穿过所述夹紧板和腰形通孔后与所述螺纹孔配合。本发明可更真实的模拟实际工况，提高试验精度。

摘要： 本发明公开了一种流固耦合煤岩剪切-渗流试验流体压力加载剪切盒，包括彼此固定连接的上盒体和下盒体；上盒体和下盒体设置有容纳试件的空腔；上盒体与上盖固定连接；下盒体与下盖固定连接；下盖与垫板固定连接；上盖中配合有压杆；压杆靠近试件的端部螺纹连接有试件压头；试件压头靠近试件的端部螺纹配合有试件接头；下盒体面向上盒体的端面设置有第一密封圈；下盒体在第一密封圈的内侧设置有流体环道；下盒体在左右两侧分别设置有与流体环道相通的第二流体接头和第三流体接头。本发明可更真实的模拟实际工况，提高试验精度。

摘要： 本发明公开了一种流固耦合煤岩剪切-渗流试验剪切滑动组合剪切盒，包括彼此固定连接的上盒体和下盒体；所述上盒体和下盒体设置有容纳试件的空腔；所述上盒体前后两侧分别设置有第一凸缘和第二凸缘；所述下盒体前后两侧分别设置有第三凸缘和第四凸缘；所述上盒体在所述第一凸缘和第二凸缘的两侧分别设置有第二滚道和第三滚道；所述第二滚道和第三滚道上设置有夹紧板；所述下盒体在所述第三凸缘和第四凸缘的内侧分别设置有第四滚道和第五滚道；所述下盒体上矩形分布有四个螺纹孔；所述上盒体对应所述螺纹孔处设置有腰形通孔；螺栓穿过所述夹紧板和腰形通孔后与所述螺纹孔配合。本发明可更真实的模拟实际工况，提高试验精度。

摘要： 本发明提供了一种剪切率可调的剪切流发生系统及剪切流调节方法，属于风洞技术领域，包括动力段、进风量调节段、收缩调节段和后稳定段。剪切流调节方法应用上述的剪切率可调的剪切流发生系统。本发明通过将进风调节隔板插设在不同高度的隔板插槽上能够实现剪切流的目标剪切率的调节，调节的技术难度低，安全稳定，调节起来简单方便，能够适用的场景比较多，却没有其他的副作用，成本也比较低。

摘要： 本发明属于涉及流体实验设备领域，具体涉及一种剪切力可调的剪切流生成装置。本发明能够产生可控的剪切流，并能获得任意各处的剪切力的大小。此外，本发明容积较大，可对尺寸较大的物体在剪切流中的状态特性进行实验。本发明结构简单、生成剪切流稳定，为各类在就剪切流中的实验提供了便利。

摘要： 本发明提供了一种单向剪切流和双向剪切流下张力腿的涡激振动测试装置，包括：张力腿模型机构、测量分析模块、驱动模块、悬臂模块、底部支撑模块、挡流模块、滑槽模块以及张力腿可动搭载模块。张力腿模型机构通过特殊设计的固定端固定在悬臂模块上，底部支撑模块、驱动模块、悬臂模块两两垂直连接。挡流模块通过支架固定在悬臂模块上，张力腿可动搭载模块分别与悬臂模块和张力腿模型机构连接，底部支撑模块固定在水池钢制升降底上，滑槽模块通过螺栓固定在底部支撑模块上，通过驱动模块带动悬臂旋转，测量分析模块的各测量仪器分散布置于管件模型、悬臂模块之中。本发明便于拆装，复杂程度低，灵活性高，能够模拟实尺度张力腿、剪切流场。

摘要： 本发明提供了一种海洋工程技术领域的双向剪切流和双向阶梯剪切流下张力腿涡激振动测试装置，包括：张力腿模型机构、测量分析模块、驱动模块、悬臂模块、底部支撑模块、挡流模块和滑槽模块。张力腿模型机构通过特殊设计的固定端固定在悬臂模块上。底部支撑模块、驱动模块、悬臂模块两两垂直连接。挡流模块通过支架固定在悬臂模块上，底部支撑模块通过高强度螺栓固定在水池钢制升降底上，滑槽模块通过螺栓固定在底部支撑模块上。通过驱动模块带动悬臂旋转。测量分析模块的各测量仪器分散布置于张力腿模型机构、悬臂模块之中。本发明便于拆装，复杂程度低，灵活性高，能够模拟实尺度张力腿、剪切流场。

摘要： 本发明提供了一种剪切率可调的剪切流发生系统及剪切流调节方法，属于风洞技术领域，包括动力段、进风量调节段、收缩调节段和后稳定段。剪切流调节方法应用上述的剪切率可调的剪切流发生系统。本发明通过将进风调节隔板插设在不同高度的隔板插槽上能够实现剪切流的目标剪切率的调节，调节的技术难度低，安全稳定，调节起来简单方便，能够适用的场景比较多，却没有其他的副作用，成本也比较低。

摘要： 本发明属于涉及流体实验设备领域，具体涉及一种剪切力可调的剪切流生成装置。本发明能够产生可控的剪切流，并能获得任意各处的剪切力的大小。此外，本发明容积较大，可对尺寸较大的物体在剪切流中的状态特性进行实验。本发明结构简单、生成剪切流稳定，为各类在就剪切流中的实验提供了便利。

摘要： 本发明提供了一种单向剪切流和双向剪切流下张力腿的涡激振动测试装置，包括：张力腿模型机构、测量分析模块、驱动模块、悬臂模块、底部支撑模块、挡流模块、滑槽模块以及张力腿可动搭载模块。张力腿模型机构通过特殊设计的固定端固定在悬臂模块上，底部支撑模块、驱动模块、悬臂模块两两垂直连接。挡流模块通过支架固定在悬臂模块上，张力腿可动搭载模块分别与悬臂模块和张力腿模型机构连接，底部支撑模块固定在水池钢制升降底上，滑槽模块通过螺栓固定在底部支撑模块上，通过驱动模块带动悬臂旋转，测量分析模块的各测量仪器分散布置于管件模型、悬臂模块之中。本发明便于拆装，复杂程度低，灵活性高，能够模拟实尺度张力腿、剪切流场。