陈力
- 作品数：12 被引量：14H指数：2
- 供职机构：西安建筑科技大学环境与市政工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省教育厅科研计划项目陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学文化科学交通运输工程金属学及工艺更多>>
- 微尺度空泡溃灭驱使微球运动的机理研究被引量：6
- 2017年
- 受限空泡的溃灭是气泡动力学的核心问题,研究表明毫米尺度的空泡溃灭可以拉动附近同尺度的悬浮颗粒运动.本文针对受限空泡溃灭在微尺度下的行为开展研究,通过气泡驱动的球形微马达实验,给出了微气泡溃灭形成射流从而显著推动马达前进的现象,但由于溃灭时间很短,Micro PIV系统不能给出足够的流动细节.进而采用基于流体体积的数值手段模拟了这一过程,获得了流场的时空分布,并通过积分估算了微球获得的冲量,给出了微球所能达到的速度.结果表明这一问题与尺度密切相关,微尺度下空泡溃灭足以推动微球显著运动,在气泡尺寸固定的情况下,微球半径越小,微球与气泡间距离越近,推动的效果越明显.冲量定理则定性地解释了宏观尺度与微尺度下存在差异的原因.这一特殊的微流动问题不但扩展了空化研究的尺度范围,揭示了微尺度下空泡与颗粒作用的特性,而且对提高微马达的驱动效率也具有重要意义.
- 魏梦举陈力伍涛张鸿雁崔海航
- 关键词：空泡溃灭微马达微流动
- 条缝型送风的船用VAV系统热舒适性研究被引量：1
- 2017年
- 针对船舶舱室的特点,本文分析了舱室内采用可使送风气流均匀的条缝型送风方式的VAV空调系统的气流组织,并用CFD研究了舱室分别在100%、81%、60%送风量时的热舒适性,得出了舱室在四个典型截面处的速度场、温度场、平均空气龄、PPD和PMV的分布。结果显示,在工作区内,风速均小于0.3 m/s,且在1.2 m与0.2 m处的温度差小于3℃,速度场和温度场分布都比较较均匀;PMV指标在0左右,人体感觉舒适;PPD指标在10%以下,证明采用条缝型送风方式的各个气流组织评价指标完全符合热舒适性规范要求。
- 姜继鼎陈力
- 关键词：VAV热舒适性
- 自驱动Janus微球近壁运动特性实验与数值模拟研究被引量：2
- 2015年
- 自驱动Janus微球是形状规则但表面构成不同的特殊活性颗粒.针对微米级Pt-Si O2型Janus微球近壁面自驱动现象,实验测得了微球的自驱动速度Janus,并观察到微球运动过程中与垂直方向存在一偏转仰角φ,且φ角随H2O2溶液浓度的增大呈减小趋势.在此基础上,建立自驱动Janus微球的数值模型,通过模拟得到了微球在不同浓度H2O2溶液中的偏转仰角φ及距底面的高度,模拟与实验一致.利用这些数据进一步讨论了壁面效应对微球旋转特征时间R的影响.这一工作对于理解Janus微球的运动机理及发展相关应用具有重要意义.
- 崔海航谭晓君张鸿雁陈力
- 微气泡生长与溃灭对邻近微球影响的数值模拟研究
- 2019年
- 球形微马达的气泡自驱动实验揭示了微尺度气泡与邻近微球存在着强烈的相互作用,并驱动微球快速运动,但受限于条件,实验无法给出二者相互作用的关键力学因素。为研究这一问题,将微气泡的生长与溃灭类比于虚拟壁面的膨胀与收缩,采用有限元分析法模拟研究了这一瞬态流动。结果表明,微气泡生长与溃灭不具备微尺度流动的可逆性,高速溃灭会使得雷诺数Re显著增大,引入的惯性力驱使邻近微马达产生净位移。这一研究给出了利用气泡动力学打破微尺度游动扇贝定理的新力学机制,并对Janus微马达气泡高效驱动的现象进行了合理解释。
- 闫聪聪崔海航张鸿雁陈力刘雅琳
- 关键词：微马达
- 基于动态光散射技术研究群体自驱动Janus颗粒的增强型布朗运动行为被引量：1
- 2018年
- 自驱动Janus颗粒是两侧具有不同性质并可进行自驱运动的非均质颗粒的统称.本文以标称直径为1μm的Pt-SiO_2型自驱动Janus颗粒(以下简称Janus颗粒)为研究对象,利用动态光散射技术(dynamic light scattering, DLS)研究了其在纯水及不同浓度H2O2溶液中的运动行为.实验结果表明:群体Janus颗粒在H2O2溶液中的运动行为表现为增强型布朗运动.随着H_2O_2溶液浓度的增加,DLS测得群体Janus颗粒的有效扩散系数增大且都大于其在纯水中布朗运动时的扩散系数,且其弛豫时间逐渐减小.此外,根据DLS测得的自相关函数反演算推导得到了群体Janus颗粒在极短时间间隔内的均方位移.其结果表明:在相同观测时间间隔下,随着H_2O_2溶液浓度的增大,均方位移增加;在相同浓度的H_2O_2溶液中,随着观测时间间隔的增加,均方位移增加.最后,分析了单粒子追踪技术(single particle tracking,SPT)与DLS两种方法用于研究Janus颗粒运动行为的特点与区别,并指出观测时间间隔是影响DLS和SPT两种方法实验结果的关键因素.
- 刘金豪王雷磊崔海航张鸿雁陈力
- 关键词：有效扩散系数
- 微孔道内渗透现象的数值模拟
- 2018年
- 渗透现象是一种广泛应用于污水处理、海水淡化、渗透马达和微泵等领域的自然现象.而Kedem-Katchalsky(K-K)模型作为描述渗透现象的经典热力学模型,存在诸多不足之处,如对压强分布描述不够清晰、无法揭示壁面位移情况等.为更加深入的理解渗透现象,建立了边界滑移条件下基于CFD模拟单孔道数学模型.通过对K-K模型中溶质反射系数和纯水渗透系数的模拟,验证了模型的可靠性.在此基础上,模拟并研究了孔道内流场分布、压强分布及边界应力分布.同时合理地解释了溶质反向渗透及溶胀现象.
- 崔海航张永波张静刚张鸿雁陈力
- 关键词：边界滑移CFD
- 基于格子Boltzmann方法的自驱动Janus颗粒扩散泳力
- 2017年
- Janus颗粒的自驱动力研究对于纳微米尺度驱动力课题具有重要意义,本文针对Pt-SiO_2型Janus颗粒,基于格子Boltzmann模型及动量交换法提出了计算其扩散泳力的方法,通过与实验数据对比修正验证了模型准确性,并通过分析证明了此类Janus颗粒的扩散泳力与速度场无关,进一步模拟比较了不同形状颗粒的自驱运动.分析发现,对于体积相等形状不同的Janus颗粒,扩散泳力主要由轴线投影面积决定,此外反应面积也会对扩散泳力产生影响.
- 周光雨陈力张鸿雁崔海航
- 关键词：格子BOLTZMANN方法数值模拟
- 铁水倾倒过程的热羽流流场特性研究被引量：1
- 2017年
- 工业生产中铁水罐以一定角速度旋转,将高温铁水倒入转炉,产生非恒定的热羽流。工况非常复杂,无法实现系统的试验研究。故采用CFD(计算流体力学)方法研究铁水倾倒过程,基于两相流模型结合动网格技术,实现铁水倾倒过程的数值仿真。首先,针对简单二维模型,验证了采用两相流模型进行浮力羽流及浮射流模拟的可行性。然后,考虑了温差对气体粘度的影响,得出各阶段铁水罐和转炉上方尤其是人员操作区域的浮力羽流及浮射流的流场分布。这可为设计外围的通风系统和操作人员的安全防护提供科学的依据。
- 魏梦举崔海航张鸿雁陈力
- 关键词：两相流
- 基于郎之万方程和LBM的Janus颗粒自驱运动模拟
- 2017年
- Janus颗粒由于本身的自驱动特性在生物能源医药等领域具有广阔的应用前景,然而其自驱动特性研究目前还不完善。该文基于格子Boltzmann方法(LBM)和郎之万方程,结合反弹边界格式建立了模拟球形Janus颗粒自驱动的动力学模型,利用爱因斯坦关系式对运动方程中的布朗力进行修正,相对于涨落LBM大幅降低了计算量,提高了计算效率。通过模拟2μm球形Janus颗粒的自驱运动并与实验结果对比得出,采用该方法模拟所得颗粒运动特性与实验相符,验证了该方法的可行性与准确性。通过在特定情况下扩散系数与扩散泳力的关系图与实验结果的对比,可得出不同燃料浓度作用下Janus颗粒受到扩散泳力的大小,为后续实验和数值模拟工作的展开提供了有力的支撑。
- 张焱崔海航周敏陈力
- 关键词：格子BOLTZMANN方法
- 基于能量均分原理的微颗粒布朗运动LBM模拟
- 2017年
- 基于格子Boltzmann方法(LBM)结合Ghost Fluid边界格式和格线反弹格式建立了模拟微颗粒布朗运动的动力学模型,在不添加能量方程的情况下,利用能量均分原理对郎之万方程中的布朗力直接执行修正,相对于涨落LBM模型大幅降低了计算量,降低了LBM的人工压缩性和等温假设带来的误差,提高了计算精度.本文模拟了二维圆型颗粒和三维球型颗粒的布朗运动,结果表明,采用该方法模拟所得颗粒运动的平动温度与转动温度均可以达到稳定的热平衡,且与周围流体的温度基本一致,颗粒运动的均方位移与观察时间间隔符合实验结果和理论解,验证了该方法的可行性与准确性.
- 张鸿雁姜继鼎朱洪宇崔海航陈力
- 关键词：格子BOLTZMANN方法GHOSTFLUID郎之万方程
