检索结果-南通市图书馆

Science China(Technological Sciences) 2015年第7期58卷 1137-1145页

作者： yang juancheng LI FengChen NI MingJiu YU Bo School of Physical Sciences University of Chinese Academy of Sciences School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of Technology Beijing Key Laboratory of Urban Oil and Gas Distribution Technology China University of Petroleum

In this paper,the field synergy principle is firstly performed on the viscoelastic fluid-based nanofluid and other relevant fluid in channel at turbulent flow state to scrutinize their heat transfer performance based on our direct numerical simulation *** cosine values of intersection angle between velocity vector and temperature gradient vector are calculated for different simulated cases with varying nanoparticle volume fraction,nanoparticle diameter,Reynolds number and Weissenberg *** is found that the filed synergy effect is enhanced when the nanoparticle volume fraction is increased,nanoparticle diameter is decreased and Weissenberg number is decreased,*** heat transfer is also ***,the filed synergy effect is weakened with the increase of Reynolds number which may be the possible reason for the power function relationship in empirical correlation of heat transfer between heat transfer performance and Reynolds number with the constant power exponent lower than ***,it is also observed that the field synergy principle can be used to analyze the heat transfer process of viscoelastic fluid-based nanofluid at the turbulent flow state even if some negative cosine values of intersection angle exist in the flow field.

关键词： viscoelastic fluid-based nanofluid filed synergy principle intersection angle turbulent drag reduction heat transferenhancement

镓铟锡液滴撞击泡沫金属表面的运动学特性研究

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力学学报 2019年第2期51卷 380-391页

作者：尚超阳倦成张杰倪明玖西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 中国科学院大学工程科学学院北京100049

常温下为液态的镓铟锡合金以其优异的导热性能在具有特殊要求的传热领域有着重要的应用价值,与传统流动介质相比较大的表面张力使得其产生的流动现象必有所区别.本文研究镓铟锡所形成的液滴撞击泡沫金属表面后所产生的铺展、回缩及回弹... 详细信息

常温下为液态的镓铟锡合金以其优异的导热性能在具有特殊要求的传热领域有着重要的应用价值,与传统流动介质相比较大的表面张力使得其产生的流动现象必有所区别.本文研究镓铟锡所形成的液滴撞击泡沫金属表面后所产生的铺展、回缩及回弹现象.采用高速相机拍摄液滴投影轮廓随液滴运动的变化过程,并通过图像处理获得不同撞击速度、底板表面孔径下的液滴铺展系数、中心位置轮廓高度以及液滴回弹后在空中的振动特性.研究结果表明:具有较高表面张力的镓铟锡液滴的铺展系数随无量纲时间的变化在铺展初始阶段仍满足常规流体的1/2次幂关系,只在铺展后期与底板的无量纲孔径有关系;液滴的最大铺展系数在较小无量纲孔径底板大于在光滑镍板,且随底板无量纲孔径增大而逐渐减小;在回弹过程,由于底板孔隙结构的存在使得液滴回弹后在空中的振动呈现3种形态:规则的横向和纵向振动、带旋转的横向和纵向振动以及旋转振动;最后,通过对振动频率的拟合和分析,进一步拓展了传统振动频率理论公式在非规则振动过程预测中的应用.

关键词：金属液滴泡沫金属底板铺展系数回弹形状振动

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黏弹性流体基纳米流体流变学特性

化工学报 2014年第S1期65卷 199-205页

作者：阳倦成徐鸿鹏李凤臣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

黏弹性流体基纳米流体(viscoelastic fluid based nanofluid,VFBN)是一种具有湍流减阻和对流换热相对强化特性的新型换热工质,其湍流减阻机理与流变学特性关系密切。通过对以2.5×10-3、5×10-3、1×10-2三种质量分数的十六烷基三甲基... 详细信息

黏弹性流体基纳米流体(viscoelastic fluid based nanofluid,VFBN)是一种具有湍流减阻和对流换热相对强化特性的新型换热工质,其湍流减阻机理与流变学特性关系密切。通过对以2.5×10-3、5×10-3、1×10-2三种质量分数的十六烷基三甲基氯化铵/水杨酸钠水溶液为基液,粒子体积分数为0.1%、0.25%、0.5%、1.0%的铜纳米流体的剪切黏度、零剪切黏度以及松弛时间的测量,实验结果表明VFBN有明显的剪切稀变特性,同时纳米粒子的添加增大了基液的零剪切黏度,并导致基液黏弹性增强。以Giesekus本构模型为理论基础,利用实验参数得到了描述VFBN剪切黏度的实验关联式。

关键词：纳米流体黏弹性流体界面流变学剪切黏度实验关联式纳米粒子黏度

细长椭球体在水中自由下落的运动特性实验研究

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力学学报 2020年第3期52卷 716-727页

作者：詹军张杰阳倦成倪明玖西安交通大学航天航空学院机械结构振动与强度国家重点实验室西安710049 中国科学院大学工程科学学院北京100049

固体颗粒在液体中的运动现象在日常生活和工业应用领域广泛存在,其中因蕴含着丰富的流体力学现象而受到学者们的广泛关注.本文通过实验研究了细长椭球体在水中受浮力影响的下落特性.实验中采用带有两台相互垂直的高速摄像机和光源组成... 详细信息

固体颗粒在液体中的运动现象在日常生活和工业应用领域广泛存在,其中因蕴含着丰富的流体力学现象而受到学者们的广泛关注.本文通过实验研究了细长椭球体在水中受浮力影响的下落特性.实验中采用带有两台相互垂直的高速摄像机和光源组成的运动跟踪平台并结合荧光染色技术对细长椭球体下落过程中的运动轨迹和尾涡结构进行研究.文中选用的细长椭球体与环境流体的密度比为1.2,其长短轴比范围为2~10,相应的阿基米德数范围为400~1400,对应实现的终态雷诺数范围为120~1350.实验过程中我们观察到细长椭球体在水中下落过程中产生的5种典型路径,分别为:小振幅不规则运动、小振幅高频振荡运动、大振幅低频振荡运动、高度非线性运动以及直线运动,并得到了对应的速度振荡以及倾斜角的演化规律.进一步地,分析了细长椭球体运动过程中受到的阻力系数与雷诺数之间的关系.随后采用荧光可视化技术清晰获得了颗粒下落过程中的尾涡结构特性,并结合颗粒的运动状态详细分析了涡脱落过程对颗粒运动状态转捩的影响.最后,通过对比前人关于圆柱体下落的运动特性的相关结果,获得了细长椭球体和细长圆柱体运动特性之间的异同点以及其潜在的物理机理.

关键词：尾迹不稳定性细长椭球体运动追踪系统尾涡结构

水平磁场作用下液态金属自由射流破碎特性的实验研究

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中国科学院大学学报（中英文） 2022年第5期39卷 577-585页

作者：董泉润阳倦成倪明玖中国科学院大学工程科学学院北京101408 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

基于高速摄影系统,开展无磁场及水平磁场下液态金属三维自由射流实验,实现对无氧环境中最大We数为400、最大Ha数为30的液态镓铟锡(GaInSn)射流破碎形成液滴过程的观察。从射流形态、表面扰动和破碎长度3个方面分析射流破碎特性。无磁场... 详细信息

基于高速摄影系统,开展无磁场及水平磁场下液态金属三维自由射流实验,实现对无氧环境中最大We数为400、最大Ha数为30的液态镓铟锡(GaInSn)射流破碎形成液滴过程的观察。从射流形态、表面扰动和破碎长度3个方面分析射流破碎特性。无磁场时,射流呈现9种不同形态,表面扰动呈现膨胀波和正弦波两种形式,且随着We数的增大,扰动振幅先减小后增大,破碎长度先增大后减小。当施加水平磁场时,射流呈现4种典型形态,射流前缘在垂直磁场线方向呈扁平状,沿磁场线方向呈椭圆状,且随着Ha数的增大,射流破碎长度整体呈现增长趋势,但在部分工况下会出现减小的现象。

关键词：液态金属自由射流破碎特性磁场环境

展向磁场作用下液态金属GaInSn多层膜流实验研究

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中国科学院大学学报（中英文） 2019年第3期36卷 320-325页

作者：齐天煜阳倦成倪明玖中国科学院大学工程科学学院北京100049 西安交通大学航天航空学院机械结构与强度国家重点实验室西安710049

研究在展向磁场作用下,液态金属GaInSn膜流在有机玻璃方腔多层通道中的流动特性。实验首次采用3台激光轮廓测量仪同时捕捉3个位置的液膜表面2D轮廓变化,实现液膜厚度测量。研究结果表明:在有机玻璃通道内,液膜表面波动随流动雷诺数的增... 详细信息

研究在展向磁场作用下,液态金属GaInSn膜流在有机玻璃方腔多层通道中的流动特性。实验首次采用3台激光轮廓测量仪同时捕捉3个位置的液膜表面2D轮廓变化,实现液膜厚度测量。研究结果表明:在有机玻璃通道内,液膜表面波动随流动雷诺数的增大而明显增加;引入的展向磁场有效地抑制沿磁场方向的表面波动,而对沿流向的波动影响较小。在液膜平均厚度变化方面,随磁场的增强,液膜厚度在较小雷诺数时减小,在中等雷诺数时先减小后增大,在大雷诺数时单调增大。同时,磁场对流动的阻碍作用在大雷诺数下表现得较为明显。相比单层膜流实验结果,多层膜流装置有效地改善膜流铺展性,更易实现在表面的大面积铺展。

关键词：磁场液态金属液膜流动多层通道

水平磁场作用下金属液滴撞击电解质液池表面的实验研究

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中国科学院大学学报（中英文） 2021年第4期38卷 442-449页

作者：任东伟阳倦成倪明玖中国科学院大学工程科学学院北京101408 西安交通大学航天航空学院机械结构与强度国家重点实验室西安710049

通过实验研究磁场环境中金属液滴撞击电解质液池所产生的物理现象。实验装置包括恒定磁场系统、金属液滴发生系统、具有氩气保护的液滴撞击实验容器、高速摄影系统4个部分。本实验可以实现高速精细地观察无氧环境中不同水平磁场强度、... 详细信息

通过实验研究磁场环境中金属液滴撞击电解质液池所产生的物理现象。实验装置包括恒定磁场系统、金属液滴发生系统、具有氩气保护的液滴撞击实验容器、高速摄影系统4个部分。本实验可以实现高速精细地观察无氧环境中不同水平磁场强度、液滴直径、初速度条件下金属液滴撞击液池的物理过程。实验中液面上方现象可以归纳为3种:伴随二次液滴的细射流、伴随即时飞溅的粗射流,以及伴随二次液滴的粗射流。其中,伴随即时飞溅的粗射流为施加水平磁场后特有的现象。并且,外部水平磁场会抑制中心射流的高度和二次液滴的产生,且磁场强度越大,抑制效果越明显。同时,在液面下方观测到5种现象(椭球震荡、扁平震荡、碗状形变、解体破碎、第2次碗状形变)。外部水平磁场可以改变这些现象发生的临界We以及液滴在运动过程中的演化形态。此外,通过对比液面上方和液池内部金属液滴所产生的现象,获得2种不同区域液滴运动特性的关联性。实验结果表明在外部磁场环境下,金属液滴撞击电解质液池会产生复杂的物理现象,需要后期开展更为详细的实验和数值模拟工作。

关键词：液态金属液滴液池磁场

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金属流体速度的阵列探针测量方法研究

实验力学 2023年第1期38卷 37-46页

作者：张祥飞阳倦成吕泽张年梅中国科学院大学工程科学学院北京101408 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049

不透明液态金属的速度测量在电磁冶金和核能领域具有十分重要的作用,能为相关现象的解释提供直接的数据支持。以电磁学中的欧姆定律为基础,搭建了一套多探针阵列的金属流体速度测量系统。通过设计探针的排布形式、数据采集系统和数据处... 详细信息

不透明液态金属的速度测量在电磁冶金和核能领域具有十分重要的作用,能为相关现象的解释提供直接的数据支持。以电磁学中的欧姆定律为基础,搭建了一套多探针阵列的金属流体速度测量系统。通过设计探针的排布形式、数据采集系统和数据处理方法,以磁场环境下圆柱绕流问题为实验对象,实验验证了探针插入和排布方式对测量结果的影响,结果表明探针插入流体与探针紧贴壁面所测量得到的速度误差约为5%,而探针排布方式引起的测量误差为2.5%~10%。另外,实验中还发现阵列探针伸入到流体中不影响其对金属流体非定常波动频率的测量,流场的波动频率也不会受到周围探针的影响。

关键词：金属流体电势探针磁流体动力学磁场流场测量

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液态金属热对流典型流动结构实验研究

中国科学院大学学报（中英文） 2023年第2期40卷 155-164页

作者：程有基陈新元阳倦成倪明玖西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 中国科学院大学工程科学学院北京100049

通过搭建长宽高比为1∶1∶2的实验方腔,系统性地研究低普朗特数(0.03)的镓铟锡合金在有/无磁场作用下所产生的热对流结构。实验中上下铜板的温差由2个恒温水浴来实现,通过在铜板上布置测温探头测量温度,在方腔侧壁布置超声波探头实现对... 详细信息

通过搭建长宽高比为1∶1∶2的实验方腔,系统性地研究低普朗特数(0.03)的镓铟锡合金在有/无磁场作用下所产生的热对流结构。实验中上下铜板的温差由2个恒温水浴来实现,通过在铜板上布置测温探头测量温度,在方腔侧壁布置超声波探头实现对液态金属内部速度分布的测量。实验获得了3种典型的流动结构,无磁场环境下液态金属的流动在空间上呈现大尺度环流,靠近冷热端液态金属的温度无序波动,且速度分布符合热湍流的基本特性,为流动结构Ⅰ。当施加水平磁场,磁场极大地抑制对流运动,出现稳定的单涡胞运动结构,即流动结构Ⅱ和振荡的双涡胞运动结构,即流动结构Ⅲ。随后通过对3个不同测量位置的速度分布进行详细分析,深入解析水平磁场存在下的这2种流动结构的典型特征。

关键词：热对流液态金属磁流体力学单涡胞运动振荡双涡胞运动

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聚变堆相关的液态金属膜流初步实验研究

力学学报 2018年第6期50卷 1379-1386页

作者：倪明玖阳倦成任东伟刘佰奇齐天煜胡建生李建刚中国科学院大学工程科学学院北京100049 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

在磁约束核聚变堆的面对等离子部件设计中,液态金属锂膜流因具有带走杂质、保护面对等离子固壁等优点而被认为是优选方案之一.然而,如何克服聚变堆中强磁场环境下产生的磁流体力学效应并形成大面积均匀铺展锂膜流动是目前亟需解决的问题... 详细信息

在磁约束核聚变堆的面对等离子部件设计中,液态金属锂膜流因具有带走杂质、保护面对等离子固壁等优点而被认为是优选方案之一.然而,如何克服聚变堆中强磁场环境下产生的磁流体力学效应并形成大面积均匀铺展锂膜流动是目前亟需解决的问题.本文通过搭建室温液态镓铟锡回路和高温液态锂回路,开展了两种不同特性的液态金属膜流实验,并采用传统可视化方法获得了展向磁场存在时镓铟锡和锂在导电底板形成的液膜流动表面特征.实验结果表明:无磁场时,两种液态金属膜流流动表面波动特性与常规流体膜流均一致,即随着流动雷诺数的增加表面波动变得更为混乱;而展向磁场存在时,镓铟锡膜流表面波动变得更为规则,且沿着磁场方向平行排列,表现为拟二维波动的特征;而锂膜流却产生了明显的磁流体力学阻力效应,表现为在流动方向局部产生锂滞留现象,且滞留点随雷诺数增大向下游移动.最后通过膜流受力分析,进一步阐述了锂膜流受到比镓铟锡膜流更为严重磁流体力学效应影响的原因.

关键词：液态金属液膜流动表面波磁约束核聚变磁流体力学