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凝胶推进剂弯管流动特性的数值实验研究

固体火箭技术 2011年第6期34卷 739-744页

作者：夏学礼强洪夫周志清第二炮兵工程学院西安710025

对9种弯径比的8 mm直径90°弯曲圆管,在7种雷诺数条件下的流动过程进行了数值实验研究,得到了弯管内流动的压力和速度分布以及局部阻力系数同弯径比和雷诺数之间关系的经验公式。结果表明,压力和速度在弯头部分沿轴线呈非线性分布,且随... 详细信息

对9种弯径比的8 mm直径90°弯曲圆管,在7种雷诺数条件下的流动过程进行了数值实验研究,得到了弯管内流动的压力和速度分布以及局部阻力系数同弯径比和雷诺数之间关系的经验公式。结果表明,压力和速度在弯头部分沿轴线呈非线性分布,且随雷诺数增大非线性更加明显,而且这种非线性所表现出的压力损失是由于压力在弯头部分内、外壁面不一致分布造成的二次流所引起;同时,凝胶推进剂在弯管内流动的最大速度点出现在靠近弯管外壁,且沿着流动方向和流动速度的增大,最大速度点的偏离更加明显。因此,对于小雷诺数条件下的凝胶推进剂流动,需关注弯管内壁可能出现的胶凝剂沉降现象。

关键词：凝胶推进剂弯管流动特性数值实验

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基于导波的弯管裂纹缺陷的检测

机械工程学报 2015年第6期51卷 58-65页

作者：周邵萍张蒲根吕文超郝占峰华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

为了探究超声导波在90°弯头所引起的模态转换对检测造成的影响,采用试验和模拟的方法来研究导波在90°弯头中的传播特性,利用周向均布的长度伸缩型压电片激发导波L（0,2）模态,对弯头及弯头两端直管道上的周向裂纹缺陷进行位置识别;并... 详细信息

为了探究超声导波在90°弯头所引起的模态转换对检测造成的影响,采用试验和模拟的方法来研究导波在90°弯头中的传播特性,利用周向均布的长度伸缩型压电片激发导波L（0,2）模态,对弯头及弯头两端直管道上的周向裂纹缺陷进行位置识别;并对比直管道检测结果,研究弯头对导波模态转换的影响。采用小波分析对试验信号进行降噪处理,试验结果表明,L（0,2）模态导波穿过弯头后发生模态转换,产生弯曲模态F（1,2）。弯头处裂纹缺陷的检测敏感性与其所在位置有关,弯头外侧的检测敏感性最高;且检测敏感性与激发频率有一定关系,在较高的激发频率（120~130 k Hz）下,弯头两端直管道上裂纹缺陷检测的敏感性最高;当激发频率处于较低频率（80 k Hz）时,导波对弯头内侧缺陷检测的敏感度最高。因此提出采用不同激发频率的导波对带有弯头的管道系统进行综合检测的方法。利用数值模拟的方法对导波在弯头处的传播特性进行研究,模拟结果与试验结论相吻合。

关键词：导波弯管裂纹缺陷频率小波降噪

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磁致伸缩扭转导波小管径弯管检测

国防科技大学学报 2018年第1期40卷 168-175页

作者：耿海泉王悦民陈乐邓文力叶伟海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033

针对扭转导波对小管径弯管的检测问题,分别采用数值模拟和实验方法进行研究。使用ANSYS软件模拟扭转导波在弯管中的传播;设计一种针对小管径管道的磁致伸缩扭转导波检测传感器,并对弯管进行检测,建立该传感器的导波激发和接收模型,利用... 详细信息

针对扭转导波对小管径弯管的检测问题,分别采用数值模拟和实验方法进行研究。使用ANSYS软件模拟扭转导波在弯管中的传播;设计一种针对小管径管道的磁致伸缩扭转导波检测传感器,并对弯管进行检测,建立该传感器的导波激发和接收模型,利用理论模型对实验信号进行解读。研究结果表明:T(0,1)模态导波在小管径管道弯头处发生模态转换,部分T(0,1)模态转换成F(1,1)模态,F(1,1)模态具有方向性,垂直于弯头拱背-拱腹方向;模态转换会造成检测信号的双端面反射现象,第二个端面回波与第一个端面回波幅值比随频率的增大呈减小趋势;传感器激发出的纵向磁致伸缩力会导致实验信号中出现少量纵向模态导波。研究结论为磁致伸缩扭转导波对小管径弯管的检测提供理论指导。

关键词：磁致伸缩 T(0,1)模态导波弯管模态转换

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地震波作用下海底管线弯管抗震设计方法

石油学报 2008年第1期29卷 143-148页

作者：段梦兰岳志勇崔玉军贾旭孙政策中国石油大学海洋油气研究中心北京102249 北京大学力学与工程科学系北京100871 中海石油研究中心北京100027 复旦大学力学与工程科学系上海200433

根据海底管道铺设环境的实际情况,建立了海底管道简单弯管的力学模型,并用地震最大加速度法求得包含1个动力安全系数的工程设计计算公式。用加速度时程曲线法对弯管的动力学方程进行了数值计算,同时使用有限元软件验证了数值计算结果,... 详细信息

根据海底管道铺设环境的实际情况,建立了海底管道简单弯管的力学模型,并用地震最大加速度法求得包含1个动力安全系数的工程设计计算公式。用加速度时程曲线法对弯管的动力学方程进行了数值计算,同时使用有限元软件验证了数值计算结果,为动力安全系数的选择提供了依据。

关键词：地震波海底管线弯管设计方法力学模型数值计算

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非球形固体颗粒对弯管内壁的磨损机制

摩擦学学报 2022年第6期42卷 1094-1104页

作者：曹骞康灿滕爽焦侬丁可金江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 中国船舶集团第七〇四研究所上海200031

为研究弯管内固体颗粒在液相夹带条件下的运动特性及颗粒对弯管内壁的磨损,采用计算流体动力学与离散元耦合的方法,建立数值模型,考虑固液两相之间的作用,对弯管内的固液两相流动进行数值模拟;通过软件的应用程序编程接口嵌入自编译磨... 详细信息

为研究弯管内固体颗粒在液相夹带条件下的运动特性及颗粒对弯管内壁的磨损,采用计算流体动力学与离散元耦合的方法,建立数值模型,考虑固液两相之间的作用,对弯管内的固液两相流动进行数值模拟;通过软件的应用程序编程接口嵌入自编译磨损模型;借助试验结果,验证数值模型的有效性.结果表明,所建立的数值模拟方案可以准确地模拟颗粒在管内的运动特征并能够预测弯管内壁的磨损位置以及磨损程度.弯管内的二次流对颗粒运动有重要影响,弯管外侧壁面中心线附近的磨损较严重,磨损的形式以小角度划擦切削为主.弯管磨损主要与颗粒对壁面的碰撞速度、碰撞角度及碰撞频率有关.运动中的颗粒与壁面发生多次碰撞,碰撞角度逐渐减小.随着颗粒球形度的增大,在相同碰撞条件下引起的磨损量变小,但是会降低颗粒的随流性.颗粒形状影响颗粒在流场中的运动速度以及颗粒与壁面的碰撞.随着颗粒球形度增大,严重磨损区域向弯管进口方向移动,壁面平均磨损量先减小后增大;当输送颗粒的球形度为0.91时,壁面磨损量最小.

关键词：固液两相流弯管磨损颗粒形状流动结构离散元方法

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管内检测机器人在弯管处的通过性能研究

中国机械工程 2008年第13期19卷 1531-1535,1551页

作者：孟浩龙王菊芬空军油料研究所北京100076

对管内检测机器人在弯管处的通过性问题进行了研究。从空间几何体应满足的几何关系和力学平衡两方面条件出发,对单节机器人在弯管内的运动作了分析,建立了机器人通过弯管的数学模型,并研究了模型的计算方法。通过算例计算,得出了单节机... 详细信息

对管内检测机器人在弯管处的通过性问题进行了研究。从空间几何体应满足的几何关系和力学平衡两方面条件出发,对单节机器人在弯管内的运动作了分析,建立了机器人通过弯管的数学模型,并研究了模型的计算方法。通过算例计算,得出了单节机器人的运动轨迹和各运动轮上的弹簧伸缩量,并根据机器人在弯管内的尺寸限制,求得了机器人通过弯管的最大直径。算例证明了本模型得到的机器人运动轨迹平滑,解决了已有模型得到的轨迹存在间断点的问题,为机器人尺寸设计和后续研究提供了理论基础。

关键词：管内检测机器人弯管运动轨迹通过性

CO_2/N_2高压密相输送弯管压降特性实验研究

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西安交通大学学报 2012年第9期46卷 83-90页

作者：陈先梅贺春辉胥宇鹏周海军倪红亮王建豪沈湘林关梦龙熊源泉东南大学能源与环境学院南京210096 南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

在高压密相气力输送实验装置上,研究了兖州烟煤在CO2和N2作为输送介质时,输送管路中水平弯管和垂直弯管压降的特性,以及云南褐煤煤粉含水率对水平弯管和垂直弯管压降的影响.结果表明:在系统压差相同,输送介质为CO2和N2时,水平弯管压降... 详细信息

在高压密相气力输送实验装置上,研究了兖州烟煤在CO2和N2作为输送介质时,输送管路中水平弯管和垂直弯管压降的特性,以及云南褐煤煤粉含水率对水平弯管和垂直弯管压降的影响.结果表明:在系统压差相同,输送介质为CO2和N2时,水平弯管压降随表观气速U的下降而逐渐减小,CO2时煤粉体积分数比N2时小;垂直弯管压降随U的下降而减小,当U下降至5.3m/s时,N2下垂直弯管压降达到最小值,CO2下没有出现压降最低拐点,CO2时垂直弯管的压降比N2时略高.由实验还发现,煤粉中水的质量分数增加会导致煤粉颗粒间相互粘黏、团聚,致使N2和CO2下水平弯管压降增大,垂直弯管压降小幅降低.通过模化理论和实验分析获得了不同输送介质下水平、垂直弯管的固相附加压损系数的拟合公式,由该式得到的弯管压降与实验吻合良好,误差在±5%以内.

关键词：输送介质密相气力输送弯管压降压损

含固体颗粒竖直弯管段塞流/乳沫状流冲蚀速率预测

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中国石油大学学报（自然科学版） 2018年第2期42卷 119-128页

作者：曹学文彭文山胥锟樊茵李金娟中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580 中国船舶重工集团公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护重点实验室山东青岛266237 惠州兴盛石化仓储有限公司广东惠州516000

气液混输管道中流体流动复杂,流体对管壁冲刷严重,管道中含有固体颗粒极大地加剧了管内介质对管壁的冲击,极易造成管道冲蚀破坏。为研究含固体颗粒管道在段塞流/乳沫状流下的冲蚀速率,提出一种基于段塞体颗粒分布的冲蚀计算方法,在Euler... 详细信息

气液混输管道中流体流动复杂,流体对管壁冲刷严重,管道中含有固体颗粒极大地加剧了管内介质对管壁的冲击,极易造成管道冲蚀破坏。为研究含固体颗粒管道在段塞流/乳沫状流下的冲蚀速率,提出一种基于段塞体颗粒分布的冲蚀计算方法,在Eulerian坐标系下求解气液混合相连续相流场,Lagrangian坐标系下求解颗粒离散相运动轨迹,利用Oka,et al冲蚀模型及Grant和Tabakoff颗粒-壁面碰撞模型计算管壁冲蚀速率。结果表明:提出的CFD冲蚀计算模型计算结果与实验值最接近,且与Chen等的简化计算方法相比,精确度有较大提高;竖直弯管段塞流/乳沫状流中的固体颗粒主要位于段塞体和液膜中,段塞体和液膜中的固体颗粒分布不均匀,段塞体中固体颗粒含量较多;固体颗粒在段塞体中的分布系数约为0.827。

关键词：固体颗粒冲蚀弯管段塞流乳沫状流段塞体段赛单元颗粒分布

90°弯管内稀疏气固两相流及固粒对壁面磨损量的数值研究

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西安交通大学学报 1999年第9期33卷 53-57页

作者：柳成文毛靖儒俞茂铮西安交通大学西安710049

采用有限容积差分法及压力修正法，数值求解了气固两相三维稳态时均ＮＳ方程组．应用双流体模型，在适体坐标系下对一９０°方形截面弯管内的稀疏气固两相流动进行了数值模拟．计算结果与试验结果吻合较好，证实了计算方法的适用性... 详细信息

采用有限容积差分法及压力修正法，数值求解了气固两相三维稳态时均ＮＳ方程组．应用双流体模型，在适体坐标系下对一９０°方形截面弯管内的稀疏气固两相流动进行了数值模拟．计算结果与试验结果吻合较好，证实了计算方法的适用性．指出了固粒对壁面的磨损主要取决于壁面处粒子的速度分布、碰撞角度及浓度分布．利用冲蚀模型对弯管外侧壁面上的磨损量进行了计算。

关键词：弯管气固两相流磨损固体颗粒壁面