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可压缩旋转气体中超空化射流的热稳定性

力学学报 2018年第3期50卷 561-569页

作者：吕明宁智阎凯北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中国汽车技术研究中心移动源污染排放控制技术国家工程实验室天津300300

液体射流热稳定性研究是对射流稳定性问题的更深层次的探讨,可以进一步加深对液体射流分裂与雾化机理的认识,具有重要的学术意义和工程应用价值.基于射流稳定性理论,在同时考虑射流周围气体旋转、射流和周围气体可压缩性以及射流液体中... 详细信息

液体射流热稳定性研究是对射流稳定性问题的更深层次的探讨,可以进一步加深对液体射流分裂与雾化机理的认识,具有重要的学术意义和工程应用价值.基于射流稳定性理论,在同时考虑射流周围气体旋转、射流和周围气体可压缩性以及射流液体中含空化气泡的条件下,建立了描述可压缩旋转气体中超空化射流热稳定性的数学模型,并对数学模型及其求解方法进行了验证分析;在此基础上,分析了液体射流表面与周围气体间温差及射流内部温度梯度同时作用下对射流稳定性的影响;并进一步探讨了超空化射流的热稳定性.结果表明,射流表面扰动波的最大扰动增长率、最不稳定频率以及最大扰动波数皆随气液温差的增大呈近似线性增大趋势;射流内部温度梯度的存在使得气液温差对射流的失稳作用更加显著;射流内部温度梯度会抑制超空化对射流稳定性的影响,但气液温差会在一定程度上促进超空化对射流的失稳作用.

关键词：射流温差温度梯度可压缩超空化

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可压缩球膜的膨胀和分叉

固体力学学报 2009年第1期30卷 42-47页

作者：王勇唐立强吴国辉哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 中国空间技术研究院总装与环境工程部北京100094

利用大变形迭加小变形的一般方法详细考察了可压缩球膜的膨胀和分叉问题.得到了可压缩球膜分叉的控制微分方程组,并通过求解非线性偏微分方程组,给出了不同情形的分叉模式及相应的分叉判据,但为了与Alexander的实验对比,只认为01模式的... 详细信息

利用大变形迭加小变形的一般方法详细考察了可压缩球膜的膨胀和分叉问题.得到了可压缩球膜分叉的控制微分方程组,并通过求解非线性偏微分方程组,给出了不同情形的分叉模式及相应的分叉判据,但为了与Alexander的实验对比,只认为01模式的分叉解在物理上是可行的.结果表明:可压缩球膜分叉解的控制微分方程组与不可压缩时非常相似,都只有3个独立的弹性系数,但弹性系数的定义是不同的;从理论上证明了可压缩球膜的分叉也是在内压达到极大值之后发生的,且在球膜的膨胀过程中,当内压达到极大值后,球膜的形状不再是标准的球形,而是上半球的厚度变大,下半球厚度变小,此时球膜分叉了,这与实验结果是一致的.

关键词：可压缩球膜膨胀分叉

行波驱动下空泡在可压缩流场中的运动特性研究

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物理学报 2013年第24期62卷 187-197页

作者：姚熊亮叶曦张阿漫哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于波动方程给出了计及可压缩性的边界积分方程.以此为基础,求解行波驱动下非球状空泡的运动规律及其运动稳定性,并分析比较了行波频率、幅值以及初相位对空泡运动特性的影响.研究结果表明:较高的行波频率与较低的幅值是空泡稳定运动... 详细信息

基于波动方程给出了计及可压缩性的边界积分方程.以此为基础,求解行波驱动下非球状空泡的运动规律及其运动稳定性,并分析比较了行波频率、幅值以及初相位对空泡运动特性的影响.研究结果表明:较高的行波频率与较低的幅值是空泡稳定运动的充分条件.在一定幅值和频率的行波驱动下,空泡将在收缩阶段末期形成与行波传播方向相同的高速射流;计及流场可压缩性后,空泡脉动一次的时间减短,幅度减弱,射流顶点速度以及空泡内部压力的峰值随之减小;随着行波频率的增大或是幅值的降低,空泡脉动幅度与射流强度逐渐减弱;行波初相位的变化使空泡的初始运动状态随之改变,并影响非球状变形时的射流强度.

关键词：可压缩空泡行波运动特性

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可压缩流涡流冷壁发动机数值模拟

固体火箭技术 2017年第1期40卷 16-23页

作者：党进锋郜冶刘平安哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

为深入探索入射倾角、入射压降、发动机圆柱段长度等参数与涡流冷壁发动机内双向涡流结构特征量之间的内在关系,以三维物理模型为基础,进行了可压缩流涡流冷壁发动机冷流数值模拟。在前期湍流模型选择中,比较了RSM模型、带旋流修正RNG k... 详细信息

为深入探索入射倾角、入射压降、发动机圆柱段长度等参数与涡流冷壁发动机内双向涡流结构特征量之间的内在关系,以三维物理模型为基础,进行了可压缩流涡流冷壁发动机冷流数值模拟。在前期湍流模型选择中,比较了RSM模型、带旋流修正RNG k-ε模型、RNG k-ε模型3种模型的可信度,从准确度和经济性两方面综合考虑选择带旋流修正RNG k-ε模型作为计算模型。研究发现,切向速度及最大切向速度均随入射倾角的增大而减小,随入射压降增大而增大,随长径比的增大而减小。不同入射倾角、不同入射压降、不同长径比下,整个发动机内最大切向速度的无量纲径向位置均恒定在0.19附近。对于不同长径比工况,长径比为1.0时,最大切向速度从发动机顶端到入射口附近逐渐增大,长径比为1.5时,最大切向速度从发动机顶端到入射口附近先增大、后减小。切向速度及最大切向速度的轴向衰减率维持在3%以内。无量纲涡幔半径从发动机顶端开始线性增大到入射口附近,变化范围为0.71~0.82。入射倾角相同时,随入射压降的增大,燃烧室长径比对最大切向速度大小的影响将随之增大。

关键词：涡流冷壁发动机可压缩湍流模型入流条件长径比数值模拟

基于可压缩气辅的聚合物挤出成型非等温黏弹数值分析

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化工学报 2015年第4期66卷 1615-1623页

作者：任重黄兴元柳和生邓小珍何建涛南昌大学机电工程学院江西南昌330031 江西科技师范大学光电子与通信重点实验室江西南昌330038

基于气体具有可压缩性特点提出了可压缩气辅挤出概念,为探明气辅挤出中可压缩气体对聚合物熔体挤出成型的影响建立了熔体和压缩气体两相流模型,利用有限元计算方法对可压缩气辅的聚合物挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,并对比分析了... 详细信息

基于气体具有可压缩性特点提出了可压缩气辅挤出概念,为探明气辅挤出中可压缩气体对聚合物熔体挤出成型的影响建立了熔体和压缩气体两相流模型,利用有限元计算方法对可压缩气辅的聚合物挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,并对比分析了传统无气辅和可压缩气辅挤出的物理场分布情况。研究表明,气辅挤出中的气体密度分布不是恒定值,而是随压力和温度空间分布变化,并且在引入气体层以及气体可压缩性后,可压缩气辅挤出与传统无气辅挤出方法相比在各物理场分布上存在较大的差异,当可压缩气体入口压力逐渐增大时熔体挤出收缩程度明显增大。该结果与实验一致,这些是传统无气辅挤出模拟无法体现出来的。

关键词：聚合物加工气辅挤出两相流可压缩计算流体力学数值分析

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SST湍流模型的激波与可压缩效应改进

航空学报 2024年第3期45卷 91-104页

作者：汪洪波曾宇熊大鹏杨揖心孙明波国防科技大学空天科学学院、高超声速冲压发动机技术重点实验室长沙410073

由于缺乏对某些重要流动特征的考虑,针对不可压流发展的标准SST湍流模型在描述超声速流场时存在明显的局限性。为改善SST模型在吸气式高超声速推进系统内流等复杂超声速流场中的预测精度,基于流动特征结构定向开展了激波和可压缩效应改... 详细信息

由于缺乏对某些重要流动特征的考虑,针对不可压流发展的标准SST湍流模型在描述超声速流场时存在明显的局限性。为改善SST模型在吸气式高超声速推进系统内流等复杂超声速流场中的预测精度,基于流动特征结构定向开展了激波和可压缩效应改进。通过激波/湍流边界层判别函数和可压缩效应判别函数定位标准SST模型参数或建模假设失效的区域,针对性地改进湍流模型。采用超声速平板边界层流动、超声速压缩拐角分离流动、超声速隔离段复杂激波串流动以及HIFiRE-2超声速内流等算例进行了测试,结果表明改进模型具有与标准SST模型一致的边界层预测能力,但显著提高了对激波干扰流动及逆压分离流的预测精度。

关键词： SST 湍流模型激波可压缩结构特征

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同轴旋转可压缩流动中液体射流稳定性

力学学报 2013年第3期45卷 323-330页

作者：吕明宁智阎凯付娟宋云超孙春华北京交通大学机电工程学院北京100044

基于线性稳定性理论,建立了描述同轴旋转可压缩流动中超空化条件下液体射流稳定性的数学模型,并对数学模型及其求解方法进行了验证;在此基础上,对模型中考虑的射流及气体可压缩性、气体同轴旋转以及超空化等因素对射流稳定性的影响进行... 详细信息

基于线性稳定性理论,建立了描述同轴旋转可压缩流动中超空化条件下液体射流稳定性的数学模型,并对数学模型及其求解方法进行了验证;在此基础上,对模型中考虑的射流及气体可压缩性、气体同轴旋转以及超空化等因素对射流稳定性的影响进行了分析.分析结果表明,模型中考虑射流及气体的可压缩性后,与不考虑可压缩性相比,计算得到的射流稳定性明显变差,最小液滴直径减小,分裂液滴直径变化范围变宽,且小液滴数量增多.气体的同轴旋转在轴对称与非轴对称扰动下对射流稳定性的影响完全相反;轴对称扰动时,气体旋转使射流稳定性增强,而非轴对称扰动时则正好相反;气体旋转有可能导致影响射流稳定性的扰动模式发生根本性变化.超空化使射流稳定性变差;超空化程度较弱时,超空化使分裂液滴最小直径减小,分裂液滴直径变化范围增大;而超空化达到一定程度后,进一步提高超空化程度,分裂液滴最小直径几乎保持不变.

关键词：射流稳定性旋转可压缩超空化

基于渗率效应的可压缩智能同步注浆材料扩散机理研究

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同济大学学报(自然科学版) 2023年第9期51卷 1324-1333页

作者：李利平曹阳阳丁传逵张益杰张旭张延欢陈迪杨宋增亮山东大学齐鲁交通学院山东大学岩土工程中心中铁十四局集团有限公司

目前同步注浆材料采用水泥砂浆作为注浆材料，注浆和固结过程中浆液在土体中渗透，导致浆液体积减少，若后续注浆不及时，极易造成盾尾间隙注浆不密实。而轻质智能同步注浆材料含气泡，其具有压缩“弹性”，随着浆体的固结卸荷，虽然有... 详细信息

目前同步注浆材料采用水泥砂浆作为注浆材料，注浆和固结过程中浆液在土体中渗透，导致浆液体积减少，若后续注浆不及时，极易造成盾尾间隙注浆不密实。而轻质智能同步注浆材料含气泡，其具有压缩“弹性”，随着浆体的固结卸荷，虽然有部分浆体扩散，但浆体在盾尾间隙中体积保持不变，保证了同步注浆密实度。研究了轻质智能同步注浆材料密度与压力的映射关系，建立了轻质智能同步注浆材料压缩理论模型。定性分析了轻质智能同步注浆材料高密实度注浆原理。针对轻质智能同步注浆材料成分特征，建立了基于渗滤效应的可压缩智能同步注浆材料的固结扩散机理。研究表明：可压缩同步注浆材料随着压力增大，浆液体积逐渐减小，通过实验验证，轻质材料压力-密度曲线可变参数与气泡含量具有较强的相关性。地层渗透系数对浆体固结扩散距离具有显著影响，地层渗透系数越大，轻质智能同步注浆材料固结扩散距离受土体力学性质影响越显著。

关键词：轻质可压缩智能同步注材料扩散-固结机理

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同方期刊数据库

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基于弹性胶泥的新型高性能可压缩磁流变液

材料研究学报 2014年第11期28卷 821-827页

作者：谢磊廖昌荣周治江曾智黎勇李祝强重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 株洲时代新材料科技股份有限公司株洲412007

使用基于高粘度(≥200 Pa·s)线性聚硅氧烷的弹性胶泥作为磁流变液的载体液,研制了一类主要用于重型设备减振的新型磁流变材料——磁流变弹性胶泥。合成了三种粘度的弹性胶泥,并制备了相应的磁流变弹性胶泥样品。用傅立叶变换红外光谱... 详细信息

使用基于高粘度(≥200 Pa·s)线性聚硅氧烷的弹性胶泥作为磁流变液的载体液,研制了一类主要用于重型设备减振的新型磁流变材料——磁流变弹性胶泥。合成了三种粘度的弹性胶泥,并制备了相应的磁流变弹性胶泥样品。用傅立叶变换红外光谱技术对弹性胶泥样品进行了检测,并研究了磁流变弹性胶泥的可压缩性。结果表明,所研制的磁流变弹性胶泥在30 d观测期内无明显沉降,表现出优异的磁流变效应(磁通密度为0.54 T时基于800 Pa·s,60%质量分数样品的剪切屈服应力约为120 k Pa,零场时的15.4倍,甚至在高磁场下超过了流变化的初测试极限)。在流变曲线上首次发现一种特殊的"V形槽磁流变效应",从弹性胶泥特殊螺旋高分子链结构角度分析了其机理及其对磁流变弹性胶泥性能的影响。

关键词：有机高分子材料流变弹性胶泥抗沉降可压缩磁流变液弹性胶泥