国家自然科学基金(51206062)
- 作品数：7 被引量：19H指数：3
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- 外圆柱沟槽对环隙内波动涡流的影响被引量：2
- 2015年
- 采用CFD数值计算方法对同心圆柱环隙内的波动涡流进行了数值模拟,根据PIV试验结果验证了数值计算方法的可靠性.重点研究了光壁模型和沟槽数量为9的2个模型环隙内的流场分布以及波动涡流的波动特性,对比分析了2种模型周向的流场分布,计算了泰勒涡的轴向尺寸及其轴向振幅,通过对比2种模型在R-Z平面上的径向速度分布,讨论了沟槽对环隙内流体的外射流作用的影响,分析了沟槽区域的流动特征以及出现的二次流现象.研究结果表明:沟槽的存在显著改变了环隙内的流场分布以及波动涡流的波动特性,沟槽区域形成的旋涡流动促进了沟槽内流体与环隙内流体的相互作用,加剧了环隙内的流动不稳定性.
- 朱方能刘栋晁长青张鹏严建华
- 沟槽壁面和温度梯度对环隙内流场稳定性的影响被引量：6
- 2014年
- 利用PIV结合折射率匹配法对光壁和沟槽模型内的Taylor-Couette流动进行测量，通过加热内圆柱构建不同的温度梯度工况以及在外圆柱壁面上安装沟槽，研究沟槽和温度梯度对泰勒涡动稳定性的影响规律。试验模型的内外圆柱的半径比为0．825，纵横比为48，雷诺数Re=80～110，研究中考察格拉晓夫数Gr=3600，6700两种不同的温度梯度工况对流场的影响，试验结果表明，温度梯度作用下使得不同模型内的泰勒涡具备了轴向运动的速度，同时泰勒涡的轴向尺寸也发生改变，随着温度梯度增加，环隙内向外圆柱方向的径向速度有所增加；泰勒涡的运动速度随着温度梯度的增加而增加，相同温度梯度下，随着Re的增加，泰勒涡的运动速度也随之增加；沟槽模型的存在增加了环隙内的径向速度，较光壁模型增加了130％，且受到沟槽和温度梯度的共同作用，使得泰勒涡中逆时针旋转的涡胞尺度增加，涡心位置偏离内圆柱。
- 刘栋施卫东王颖泽杨晓勇金亨凡
- 关键词：温度梯度
- 沟槽壁面对泰勒涡流稳定性影响的数值模拟被引量：3
- 2014年
- 利用CFD数值模拟方法对光滑壁面与沟槽数量为18的2种同心圆柱模型内的泰勒-库艾特流动进行计算,在对比光壁模型的PIV试验与CFD数值计算结果后,发现两者吻合良好,验证了文中采用数值计算方法的准确性;针对泰勒涡流流态,定量分析了光壁模型R-Z平面上径向速度以及轴向速度的周期波动性,讨论了环隙中不同径向位置的径向以及轴向速度分布规律,获得了泰勒涡胞尺寸随着Re数增大而减小的变化规律;在相同的Re数下,沟槽数量为18的模型内也出现了泰勒涡流,通过比较2种不同结构模型内流场以及涡量场,发现沟槽的存在显著改变了流场分布,增大了环隙内涡量的大小及泰勒涡胞的尺寸,环隙中部指向外圆柱方向的径向速度也较光壁模型增大了20%,同时,计算获得R-θ平面内沟槽区域的流场分布表明该区域存在着明显的旋涡运动.
- 刘栋朱鹣王颖泽杨晓勇王春林
- 关键词：CFD数值模拟
- 温度梯度影响下泰勒涡流的PIV实验研究
- 利用PIV结合折射率匹配法对同心圆柱环形间隙内的Taylor-Couette流动进行了测量,采用质量浓度为64%的碘化钠来消除由于圆柱曲面引起的测量误差,通过加热内圆柱构建了不同的温度梯度工况,以研究温度梯度对Taylo...
- 刘栋王春林
- 关键词：温度梯度径向速度PIV测试
- 文献传递
- 沟槽数量对泰勒涡流稳定性的影响被引量：1
- 2014年
- 用粒子图像测速技术(Particle image velocimetry,PIV)对光滑壁面和沟槽数量为18的模型内的流场进行测量,初步获得沟槽的存在对于环隙内流场的影响规律;同时利用数值计算获得沟槽数量为18的模型内的流场分布,通过对比试验结果和数值模拟结果,验证数值计算方法可靠性。通过数值计算研究沟槽数量0、6、12、18模型内的流场分布,在比较沟槽模型与光壁模型环隙内的速度场和涡量场的基础上,得出以下结论:较少的沟槽数量增加了泰勒涡的轴向尺寸,随着沟槽数的增加,沟槽结构对流场影响不断加剧,环隙内最大径向速度和轴向速度均有不同程度的增加;对比不同轴向位置的流场分布,发现沟槽区域内存在明显的旋涡流动,不同轴向位置沟槽内的流体存在着进出环隙内的运动。
- 刘栋朱鹣朱方能杨晓勇金亨凡
- 关键词：IMAGE
- 沟槽深宽比对泰勒涡流影响的研究被引量：2
- 2016年
- 本文采用数值模拟研究了同心圆柱环隙内的泰勒涡流,利用PIV实验结果验证了模拟结果的可靠性。为掌握沟槽尺寸对环隙内流场及其传热过程的影响规律,本文研究了四种不同深宽比模型内的流场及温度场分布,通过对比不同模型的计算结果,获得如下结论:环隙间存在恒定温度梯度时,随着深宽比增加,泰勒涡轴向尺寸逐渐增加;深宽比影响了环隙内流体的径向速度分布,当深宽比为0.75时流体的径向速度最大;深宽比为0.75时内圆柱壁面热流密度最大,当深宽比大于0.75并继续增加时,环隙内流体的传热性能并没有得到明显加强。综上所述,本文所研究的4种不同深宽比的模型中,深宽比为0.75的模型具有最优的传热效果,沟槽深度在一定范围内能够强化流体与壁面之间的对流换热。
- 朱鹣刘栋汤承晁长青王春林
- 关键词：热流密度
- 环隙间温度场影响下的泰勒涡流研究
- 利用PIV结合折射率匹配法对同心圆柱环形间隙内的Taylor-Couette流动进行了测量,采用质量浓度为64%的碘化钠来消除由于圆柱曲面引起的测量误差,通过加热内圆柱构建了不同的温度梯度工况,以研究温度梯度对Taylo...
- 刘栋朱方能王贞涛
- 关键词：温度梯度径向速度PIV测试
- 文献传递
- 有限厚度圆柱壳热冲击问题的广义热弹性解被引量：5
- 2016年
- 针对包含有界边界的轴对称结构受热冲击作用的广义热弹性问题进行了研究分析.基于Lord-Shulman广义热弹性理论(L-S理论),构建了热冲击下有限厚度圆柱壳热弹性响应的广义热弹性模型.借助Laplace(拉普拉斯)变换技术以及Bessel函数的渐进特性,推导了温变载荷作用下,圆柱壳内部位移、温度以及应力场的解析表达式.该表达式不仅可以清楚地揭示热冲击下热波、热弹性波在壳体内部的传播、反射以及叠加的作用过程,更可准确地捕捉到热波、热弹性波波前位置处的阶跃现象,并对热冲击诱发的动态热应力峰值进行有效预测.
- 王颖泽王谦刘栋顾利平
- 关键词：广义热弹性热冲击解析解
- 基于PBM模型的离心泵内部盐析流场数值计算被引量：2
- 2015年
- 为了深入了解离心泵内部盐析两相流场,利用FLUENT对离心泵内部盐析流场进行了数值模拟,获得了不同温度下离心泵内部盐析流场的变化规律。研究结果表明:由于盐析过程中温度的降低,溶液过饱和度增加致使晶体颗粒逐渐长大且数密度增加,从而使得晶体颗粒对液相流场产生影响增大,溶液温度为34℃时液相的相对速度略小于40℃时液相的相对速度;在叶轮进口处,晶体颗粒体积浓度分布比较均匀,晶体颗粒在沿着流道方向运动的同时,由于离心力与惯性的影响,偏向叶轮压力面,使得压力面附近的晶体颗粒的浓度较高,在同一流道压力面上,流道中间处的颗粒相对较多,这由于压力面中间附近晶体颗粒的相对运动速度较小,盐析晶体颗粒在该区域受到溶液的剪切力较其他区域小,有利于晶体颗粒的生长和聚并。
- 刘栋汤承严建华滕国荣张鹏
- 关键词：离心泵盐析数值模拟
