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宾汉流体与颗粒间的密相两相湍流研究

西安交通大学学报 2002年第7期36卷 693-696页

作者：亢力强曾卓雄姜培正西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 南昌航空工业学院机械系

参照密相液固两相湍流方程 ,并考虑到宾汉流体的本构关系 ,建立了描述宾汉流体与颗粒间的两相湍流流动的控制方程 ,编制了计算程序 ,为数值计算奠定了理论基础 .采用IPSAR(InterPhaseSlipAlgorithmRevised)算法 ,对直圆管内的宾汉流体... 详细信息

参照密相液固两相湍流方程 ,并考虑到宾汉流体的本构关系 ,建立了描述宾汉流体与颗粒间的两相湍流流动的控制方程 ,编制了计算程序 ,为数值计算奠定了理论基础 .采用IPSAR(InterPhaseSlipAlgorithmRevised)算法 ,对直圆管内的宾汉流体与颗粒间的两相湍流流动进行了数值计算研究 .结果表明 :在直圆管中 ,颗粒相的速度分布比较均匀 ,且其在壁面处高于宾汉流体 ,随着屈服应力的增加 ,两相主流速度均减小 ,同时宾汉流体湍动能有减小的趋势 ,而颗粒相体积浓度则呈现出增加的趋势 ,因此宾汉流体的屈服应力对其湍流流动有重要的影响 .

关键词：宾汉流体颗粒密相两相湍流屈服应力速度分布湍流强度非牛顿流体

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风沙运动的DPM数值模拟

工程热物理学报 2006年第3期27卷 441-444页

作者：亢力强郭烈锦西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

采用离散颗粒模型对风沙气固两相流动进行了数值计算．在该模型中,采用体平均的Navier-Stokes方程来描述气相的运动,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟,求解颗粒运动方程．采用硬球模型描述颗粒问碰撞作用．计算结果表明,沙粒平均水平速... 详细信息

采用离散颗粒模型对风沙气固两相流动进行了数值计算．在该模型中,采用体平均的Navier-Stokes方程来描述气相的运动,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟,求解颗粒运动方程．采用硬球模型描述颗粒问碰撞作用．计算结果表明,沙粒平均水平速度廓线在0．02 m以上高度可以表示为按对数函数或幂函数规律增加,在0．02 m以下则发生偏离;在大于0．02 m的高度,输沙通量随高度按指数规律衰减,而在地面附近由于颗粒蠕移的影响发生偏离,这与已有文献结果一致。本文的模拟有助于风沙运动规律的研究与掌握。

关键词：离散颗粒模型(DPM) 硬球模型风沙运动

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风沙跃移中颗粒与多粒径床面碰撞的数值模拟

工程热物理学报 2006年第1期27卷 82-84页

作者：亢力强郭烈锦西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

采用考虑颗粒碰撞的欧拉-拉格朗日数值模拟方法,对风沙跃移中颗粒冲击多粒径床面的碰撞过程进行了数值计算。在模型中,对气相采用欧拉方法建立控制方程,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟,颗粒间碰撞作用采用软球模型描述。计算结果表明... 详细信息

采用考虑颗粒碰撞的欧拉-拉格朗日数值模拟方法,对风沙跃移中颗粒冲击多粒径床面的碰撞过程进行了数值计算。在模型中,对气相采用欧拉方法建立控制方程,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟,颗粒间碰撞作用采用软球模型描述。计算结果表明该模型可以模拟风沙运动中颗粒冲击多粒径床面的动态运动过程。而且在多粒径非均匀床面上的颗粒起跳具有较大的随机性。这有助于进一步揭示风沙运动中颗粒碰撞起跳机理。

关键词：欧拉-拉格朗日模拟软球模型颗粒碰撞两相流

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幂律流体流流动指数对其湍流流动的影响

西安交通大学学报 2000年第12期34卷 63-65,87页

作者：权晓波姜培正亢力强西安交通大学西安710049

考虑到幂律流体的本构关系 ,结合流动指数的影响 ,建立了适用于幂律流体的N S动量方程和湍流模型方程 .采用压力耦合半隐式SIMPLE算法 ,对不同流动指数的幂律流体湍流流动进行了数值计算 ,计算结果与实验数据比较吻和 .对计算结果进行... 详细信息

考虑到幂律流体的本构关系 ,结合流动指数的影响 ,建立了适用于幂律流体的N S动量方程和湍流模型方程 .采用压力耦合半隐式SIMPLE算法 ,对不同流动指数的幂律流体湍流流动进行了数值计算 ,计算结果与实验数据比较吻和 .对计算结果进行分析后发现 ,对于不同流体指数的幂律流体 ,其湍流流动的变化趋势不同 ,从而揭示了幂律流体的流动指数对其湍流流动有重要的影响 .

关键词：幂律流体湍流流动指数

突扩圆管内液-固两相流固体颗粒运动特性的DPM数值模拟

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工程热物理学报 2008年第12期29卷 2061-2064页

作者：李国美王跃社亢力强西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 中国科学院力学研究所北京100190

采用考虑颗粒碰撞的欧拉-拉格朗日数值模拟方法(DPM),对水平突扩圆管中液固两相流固体颗粒的碰撞过程进行了数值计算。在模型中,对液相采用欧拉法建立控制方程,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟。采用硬球模型描述颗粒间的碰撞作用。计... 详细信息

采用考虑颗粒碰撞的欧拉-拉格朗日数值模拟方法(DPM),对水平突扩圆管中液固两相流固体颗粒的碰撞过程进行了数值计算。在模型中,对液相采用欧拉法建立控制方程,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟。采用硬球模型描述颗粒间的碰撞作用。计算结果表明,该模型可以真实地模拟液固两相流中固体颗粒运动的动态变化过程以及颗粒的非均匀分布特征,从单颗粒层次上提供颗粒的运动信息,这有助于深入研究液固两相流中固体颗粒的运动规律。

关键词：欧拉-拉格朗日方法硬球模型液固两相流碰撞

交错和矩形布置对树状植被地表剪应力和输沙率的影响

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中国沙漠 2024年第1期44卷 50-60页

作者：张萌亢力强王晓美北京师范大学、地理科学学部、地表过程与资源生态国家重点实验室/防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

植被布置方式是影响风对地表剪切作用的重要因素,进而影响植被的防沙效应。在风洞内测量了刚性树状植株模型在交错布置和矩形布置条件下的地表剪应力分布、总剪应力和输沙率,并分析了它们在两种布置方式下的差异。结果表明,在3种植株密... 详细信息

植被布置方式是影响风对地表剪切作用的重要因素,进而影响植被的防沙效应。在风洞内测量了刚性树状植株模型在交错布置和矩形布置条件下的地表剪应力分布、总剪应力和输沙率,并分析了它们在两种布置方式下的差异。结果表明,在3种植株密度(18、32、50株·m^(-2))下,交错布置时植株周围平均地表剪应力比矩形布置时分别减小8.5%~11.9%、13.8%~16.5%、15.3%~17.2%。交错布置时剪应力分解模型参数β值(平均值220)大于矩形布置(平均值180),而两种布置的m值非常接近。在相同来流风速和植株密度下,交错布置时植被地表输沙率均小于矩形布置情况,平均减小值为24%,而输沙率随平均地表摩阻风速的变化规律不受植被排列方式的影响。本文结果有助于从地表剪应力角度理解布置方式在植被防风蚀研究中的作用。

关键词：地表剪应力输沙率布置方式树状植株模型风洞实验

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风洞边界层内单细长柔性植株周围地表气流剪应力分布特征

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中国沙漠 2023年第4期43卷 128-134页

作者：亢力强张琴张萌北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室/防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

地表剪应力表征了风对地表产生的剪切效应,是评估地表风蚀强度的风动量指标。研究植株周围地表剪应力分布特征对理解植被的防护效应有着重要意义。采用地表剪应力测试系统测量了风洞边界层中单个细长柔性植株周围地表剪应力及分布趋势... 详细信息

地表剪应力表征了风对地表产生的剪切效应,是评估地表风蚀强度的风动量指标。研究植株周围地表剪应力分布特征对理解植被的防护效应有着重要意义。采用地表剪应力测试系统测量了风洞边界层中单个细长柔性植株周围地表剪应力及分布趋势。结果表明:从植株上风向到下风向,地表所受的气流剪切应力先减小而后逐渐增加至来流地表剪应力的数值;沿植株两侧方向,地表剪应力逐渐减小至来流地表剪应力的数值。与圆木棒模型相比,植株周围最小地表剪应力是圆木棒的0.51~0.74倍,并且地表剪应力小于来流值90%的平均面积是圆木棒的9.7倍。应用地表剪应力分布对单植株抗风蚀能力的评估表明细长柔性植株能减弱输沙率,比圆木棒模型更能有效地保护地表。

关键词：地表剪应力柔性植株刚性圆木棒风洞边界层

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圆管内含颗粒幂律流体的密相两相湍流

化工学报 2003年第9期54卷 1230-1234页

作者：曾卓雄亢力强姜培正戴红星刘自磊南昌航空工业学院机械系江西南昌330034 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

阐述了幂律流体控制方程的特点 ,研究了幂律流体的稠度系数和流动指数的变化对两相流动的影响 .随着流动指数的增加 ,幂律流体在圆管中心附近的主流速度减小 ,同时颗粒相速度在圆管中心附近增大 ,而在管壁附近减小 .随着稠度系数的增加 ... 详细信息

阐述了幂律流体控制方程的特点 ,研究了幂律流体的稠度系数和流动指数的变化对两相流动的影响 .随着流动指数的增加 ,幂律流体在圆管中心附近的主流速度减小 ,同时颗粒相速度在圆管中心附近增大 ,而在管壁附近减小 .随着稠度系数的增加 ,幂律流体和颗粒相的主流速度分布出现了与流动指数带来的影响相似的趋势 .对带颗粒的幂律流体的两相流流动与液固两相流流动做了比较 ,幂律流体两相流的流体速度在管道中心附近的大部分区域比液固两相流的流体速度流动的速度大。

关键词：幂律流体两相流流动指数湍流

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风沙跃移中颗粒冲击起动的数值模拟

自然科学进展 2005年第2期15卷 252-256页

作者：亢力强郭烈锦西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

采用考虑颗粒碰撞的Euler-Lagrange数值模拟方法.对风沙跃移中颗粒冲击起动过程进行了数值计算.在模型中,把气相视为连续介质,在Eulet坐标中建立控制方程,对离散颗粒采用Lagrange方法模拟.颗粒间的相互碰撞作用采用软球模型描述.计算结... 详细信息

采用考虑颗粒碰撞的Euler-Lagrange数值模拟方法.对风沙跃移中颗粒冲击起动过程进行了数值计算.在模型中,把气相视为连续介质,在Eulet坐标中建立控制方程,对离散颗粒采用Lagrange方法模拟.颗粒间的相互碰撞作用采用软球模型描述.计算结果表明该模型可以模拟出风沙运动中颗粒冲击床面的动态起跳过程,并且与均匀平整床面相比,在非均匀床面上的颗粒更易碰撞起跳,也更具有随机性.这进一步揭示了风沙运动中颗粒碰撞起跳机理.

关键词：风沙运动碰撞作用床面连续介质坐标模拟非均匀颗粒碰撞 Lagrange方法冲击