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冲击波聚焦粉碎人体结石过程中的空化现象的数值模拟

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中国生物医学工程学报 2001年第1期20卷 53-55页

作者：陈景秋王宗笠重庆大学力学系重庆400044

利用数值方法对粉碎人体结石时冲击波会聚过程进行了模拟 ,其中关于水下的负压聚焦演化过程数值结果与实验相准确地吻合。数值模拟证明 ,在碎石冲击波聚焦过程中出现空化是不可避免的。

关键词：冲击波聚焦粉碎空化现象结石数值模拟 ESWL

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高压喷射喷孔结构参数对空化现象的影响

排灌机械工程学报 2017年第12期35卷 1063-1068页

作者：王鹏王忠瞿磊江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

空化现象产生的空穴具有不稳定性,空穴的产生和溃灭会对高压喷孔内的流体流动产生扰动.柴油机喷油器喷孔是高压喷射喷孔的典型形式.采用ANSYS软件中的Fluent模块,模拟了柴油机喷油器在不同喷油压力条件下,喷孔不同入口圆角半径、中径比... 详细信息

空化现象产生的空穴具有不稳定性,空穴的产生和溃灭会对高压喷孔内的流体流动产生扰动.柴油机喷油器喷孔是高压喷射喷孔的典型形式.采用ANSYS软件中的Fluent模块,模拟了柴油机喷油器在不同喷油压力条件下,喷孔不同入口圆角半径、中径比对喷孔内燃油空穴形态的影响,并分析了空化现象存在时,喷孔结构参数对燃油质量流量的影响.结果表明,在喷油压力一定的情况下,增大喷孔入口圆角半径、改变中径比为d/D1.1均对空化现象有抑制作用,随着压力增大,抑制作用增强;中径比1.0空化现象有促进作用,随着压力增大,促进作用增强.增大喷孔入口圆角半径、中径比,可以提高喷孔内燃油的质量流量,在较高喷油压力时提升效果更为明显.

关键词：喷油器数值模拟结构参数空化现象空穴

文丘里管内NaOH溶液的空化现象及其诱发的压力脉动特征分析

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江苏大学学报（自然科学版） 2023年第1期44卷 104-111页

作者：李明义朱洋张文斌余政康灿江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 中国船舶集团有限公司第704研究所上海200031

借助文丘里管空化可视化实验台,采用高速相机捕捉空化区的瞬态几何形态,借助高频压力脉动测试系统获取流场中的压力脉动特征.以清水和质量分数为0.5%和1.0%的NaOH溶液为液体介质,并考虑介质体积流量对空化现象的影响,对空化区的形态、... 详细信息

借助文丘里管空化可视化实验台,采用高速相机捕捉空化区的瞬态几何形态,借助高频压力脉动测试系统获取流场中的压力脉动特征.以清水和质量分数为0.5%和1.0%的NaOH溶液为液体介质,并考虑介质体积流量对空化现象的影响,对空化区的形态、压力脉动功率谱密度及均方根能量值进行综合分析.研究结果表明:NaOH溶液中空化强度比清水高,且NaOH溶液质量分数的增加会导致空化加剧;清水中空化区尾部存在空化泡回流特征;空化现象的发生激发NaOH溶液中的高频压力脉动,而压力脉动功率谱密度与空化强度不存在正相关关系;清水和NaOH溶液中的压力脉动均方根能量峰值出现的位置均随介质体积流量的增加而向下游推移,1.0%NaOH溶液中的均方根能量值最大.

关键词： NaOH溶液空化现象质量分数压力脉动功率谱密度均方根能量

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低温流体经过弯管时的空化现象分析

低温工程 2008年第2期 4-9页

作者：李翠厉彦忠西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

采用完全空化模型,对液氧流经弯管中时的空化现象进行了数值模拟。研究表明:由于弯管内侧流体压力低于外侧,当最低压力降低到空化核不稳定的临界压力时,空化首先在弯管内侧产生;入口速度增加、出口压力降低或流体温度升高,均会导致空化... 详细信息

采用完全空化模型,对液氧流经弯管中时的空化现象进行了数值模拟。研究表明:由于弯管内侧流体压力低于外侧,当最低压力降低到空化核不稳定的临界压力时,空化首先在弯管内侧产生;入口速度增加、出口压力降低或流体温度升高,均会导致空化区域增大、强度增加。当空化区域扩展到一定范围时,管内大部分区域的流动状态达到基本稳定,空化现象对入口速度、出口压力等操作参数的变化不再敏感。此外,弯管的几何结构如曲率变化对空化现象也有相当大的影响。

关键词：空化现象低温流体弯管

高强度聚焦超声治疗兔胫骨移植性鳞状细胞癌中的空化现象

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天津医药 2005年第6期33卷 363-365页

作者：顾慧琼向理科王智彪重庆医科大学医学超声工程研究所重庆医科大学病理科400016

目的:研究高强度聚焦超声(highintensityfocusedultrasound,HIFU)治疗兔移植性骨肿瘤过程中是否有空化现象产生。方法:以纯种荷瘤新西兰兔为实验对象,将1mm3VX2肿瘤组织块移植于兔胫骨组织内制作出VX2兔骨肿瘤模型。分别用水浴加热法和H... 详细信息

目的:研究高强度聚焦超声(highintensityfocusedultrasound,HIFU)治疗兔移植性骨肿瘤过程中是否有空化现象产生。方法:以纯种荷瘤新西兰兔为实验对象,将1mm3VX2肿瘤组织块移植于兔胫骨组织内制作出VX2兔骨肿瘤模型。分别用水浴加热法和HIFU照射法治疗该骨肿瘤,观察治疗后其形态学变化。对HIFU组中观察到有空泡出现的标本作特殊染色(黏液、脂肪)。结果:HIFU治疗后的肿瘤组织在光镜、电镜下观察到大量大小不等的空泡,脂肪、黏液染色均为阴性。结论:HIFU治疗肿瘤过程中有空化机制的参与,它与以往的热疗法有本质上的区别。

关键词：高强度聚焦超声治疗空化现象鳞状细胞癌胫骨移植性骨肿瘤 HIFU治疗肿瘤组织块水浴加热法形态学变化实验对象新西兰兔肿瘤模型特殊染色镜下观察空化机制治疗后 VX2 组织内照射法热疗法黏液空泡脂肪

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动压轧机油膜轴承空化现象研究

动压轧机油膜轴承空化现象研究

作者：王荣耀太原科技大学

学位级别：硕士

现代化轧机对高性能油膜轴承的需求日益增强，而油膜的工作特性在一定程度上决定着油膜轴承的使用性能和寿命，它包括油膜的承载能力、最小厚度、温升、空化以及振荡等问题，其中，空化和振荡对油膜的稳定性有至关重要的影响。本文在... 详细信息

现代化轧机对高性能油膜轴承的需求日益增强，而油膜的工作特性在一定程度上决定着油膜轴承的使用性能和寿命，它包括油膜的承载能力、最小厚度、温升、空化以及振荡等问题，其中，空化和振荡对油膜的稳定性有至关重要的影响。本文在前人的研究基础之上从动压油膜轴承产生空化的原因以及影响油膜空化过程的因素入手，展开了对轧机油膜轴承空化现象的研究，并利用轧机油膜试验台对油膜的温度、承载区压力以及进油压力进行数据采集和分析。本文的主要研究内容及相关结论如下： 1．通过对油膜空化时流场状态的研究，对计算域流场进行分块结构化网格划分，解决了边界层网格质量差的问题。并针对油膜空化过程中的相变问题，在有限体积法的基础之上建立了气-液混合数值模拟方法。 2．通过对油膜压力场内流体高速回转特性的研究，采用SMIPLE算法处理压力与速度的耦合问题，得到了完整油膜的压力场，并对承载区压力值进行实验验证。 3．利用本文建立的数值模拟方法，在油膜压力场的基础之上，有效模拟了油膜的空化过程，并对空化区的空穴分布状态进行了研究。研究发现：油膜空化区的主体部分由体积分数大于0.2的空穴组成，而体积分数小于0.2的空穴虽然数量超过60%，但总体积比例不到2%，且主要分布在空化区的边缘和出油口附近。 4．针对不同的工况，本文分别对润滑油的粘性、表面张力以及轴承的进油压力和转速对油膜空化过程的影响进行了研究。研究发现：空化程度随润滑油的粘度增加而增加，并且粘性通过对流场边界层分离的影响决定了空化初生的位置;表面张力增大时，空化面积虽有微小增长，但空穴能达到的最大直径变小;进油压力对空化过程没有明显的影响;转速通过对油膜压力的影响直接决定了空化区的大小、形状、位置，转速变化大时，空化区的迁移现象十分明显。

关键词：油膜轴承分块结构化网格有限体积法油膜压力场空化现象空穴分布

柴油/生物柴油雾化质量数值计算及喷嘴内部流动和空化现象的CFD模拟

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柴油/生物柴油雾化质量数值计算及喷嘴内部流动和空化现象的CFD模...

作者：陈海龙长安大学

学位级别：硕士

环境污染的加重、石油资源的枯竭，这些都制约着柴油机的发展，但是公路运输又离不开货车，而大多数货车的发动机还是柴油机。为了解决这些问题，人们开始研究新的燃烧方式，寻找柴油的替代产品。新燃烧方式的研发是以控制喷射雾化形成... 详细信息

环境污染的加重、石油资源的枯竭，这些都制约着柴油机的发展，但是公路运输又离不开货车，而大多数货车的发动机还是柴油机。为了解决这些问题，人们开始研究新的燃烧方式，寻找柴油的替代产品。新燃烧方式的研发是以控制喷射雾化形成的可燃混合气来实现的。本论文主要研究了燃油喷射雾化过程中喷孔内的空化现象以及柴油和生物柴油喷射雾化液滴尺寸分布。首先，本文借助GAMBIT软件建立喷嘴的二维计算模型，并进行了网格划分，然后利用FLUENT软件对喷孔中的空化现象进行了全面的模拟。模拟结果表明，提高喷压力，降低喷射背压都有利于喷孔内的空化形成，然后通过改变喷嘴结构形状，进一步研究了喷嘴结构对空化的影响，模拟结果表明，增大喷孔长径比，空化现象受到了抑制;增大喷孔入口圆角半径，有利于燃油的流动，但是不利于空化现象的产生;喷孔形状对对空化现象有很大的影响，当喷孔形状为喷孔出口直径小于入口直径的压缩喷孔时，喷孔内很容易产生空化现象，当喷孔形状为喷孔出口直径大于入口直径的扩张喷孔时，喷孔内的空化现象受到了抑制。其次，本文对柴油和生物柴油喷孔中的空化现象进行了模拟，结果表明柴油和生物柴油的喷孔中空化现象相同，只是喷嘴出口速度不同，柴油的喷嘴出口速度大于生物柴油的喷嘴出口速度。导师曹建明教授根据最大熵原理推倒液滴尺寸分布函数，根据此函数编写了FORTRAN计算程序，对柴油和生物柴油雾化液滴尺寸分布进行了理论计算，并与实验结果进行对比，对比结果表明生物柴油的雾化粒径大于柴油的雾化粒径。为了改善生物柴油的雾化质量，我们配制了生物柴油和液化石油气的混合燃料L10（生物柴油质量分数为90%，液化石油气质量分数为10%）和L20（生物柴油质量分数为80%，液化石油气质量分数为20%），并且对这两种混合燃料的雾化液滴尺寸分布进行了理论计算，计算结果表明，L20的雾化质量比L10的雾化质量要好，并且L20的雾化质量更接近柴油的雾化质量。另外，理论计算中最重要的一个因数就是拉格朗日因子变换系数初始值的选取，经过反复的尝试发现，对于本论文中所选的工况而言，拉格朗日因子变化系数初始值在1.9左右时，理论计算和试验结果得到了很好地拟合。

关键词：柴油机喷雾空化现象数值模拟尺寸分布

柴油机喷油特性及其喷嘴瞬态空化现象数值模拟研究

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柴油机喷油特性及其喷嘴瞬态空化现象数值模拟研究

作者：王瑞西安理工大学

学位级别：硕士

近年来节能环保是社会研究的热点,作为工业重要动力组成部分的柴油机更是研究的重要课题。柴油机喷油器的尺寸小、喷射压力大、柴油流动速度快等特点导致喷油孔内物理变化十分复杂,研究起来比较困难。一般情况下研究者采用“几何相似”... 详细信息

近年来节能环保是社会研究的热点,作为工业重要动力组成部分的柴油机更是研究的重要课题。柴油机喷油器的尺寸小、喷射压力大、柴油流动速度快等特点导致喷油孔内物理变化十分复杂,研究起来比较困难。一般情况下研究者采用“几何相似”原理,建立放大的透明实验装置进行实验或者采用数值模拟对喷油过程进行研究。在这一假设的基础上,获得了许多研究成果。但是随着研究的深入,有研究者发现只考虑针阀体在固定位置时的柴油流动是有局限的,实际情况下针阀体的运动是由向上位移-静止-向下位移构成的。本文主要通过动网格技术实现对喷油孔内柴油流动的瞬态仿真,同时分析对比不同工况参数和几何参数下喷油孔内空化现象的变化特点。本文首先对某一喷油器的喷油过程进行了流动模拟,得到了不同工况参数和几何参数下喷油器的针阀体位移随时间变化曲线;然后将针阀体位移随时间变化曲线通过C语言进行用户自定义编程;再建立喷油嘴流体域的三维模型并进行网格划分;随后在Fluent中利用用户自定义编写的程序驱动网格运动并进行网格无关性和步长无关性验证;最后得到瞬态条件下喷油孔内柴油的流动状态和空化现象。可以看出,这种瞬态模拟方法与实际喷油器针阀体保持运动的喷油过程更为接近。在明确柴油机喷油器的针阀运动后,针对所提出的喷油器喷油嘴计算模型,分析工况参数和结构参数对喷油孔内空化现象的影响,得出最有利于精确控制喷油器喷油和提高柴油燃烧效率的结构参数。研究表明:本文进行的一系列工况和结构优化可以提高喷油器的控制精度和柴油燃烧效率,结合参考文献实验测量结果对比分析,验证了模型建立及仿真的正确性。

关键词：柴油机喷油特性空化现象瞬态模拟

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喷嘴内部流场及空化现象的数值模拟

喷嘴内部流场及空化现象的数值模拟

作者：姜鹏太原理工大学

学位级别：硕士

喷嘴内部流场的流动和空化现象,决定了喷油器的喷射和雾化性能,从而直接影响到内燃机的动力性和排放特性。由于喷油器尺寸细小,结构精密,并且内部流动复杂,用试验的方法很难研究内部流体的流动特性。由此,本文主要利用商用CFD软件——AN... 详细信息

喷嘴内部流场的流动和空化现象,决定了喷油器的喷射和雾化性能,从而直接影响到内燃机的动力性和排放特性。由于喷油器尺寸细小,结构精密,并且内部流动复杂,用试验的方法很难研究内部流体的流动特性。由此,本文主要利用商用CFD软件——ANSYS FLUENT对喷嘴的内部流动和空化现象进行了数值模拟研究,并对喷嘴初始条件和几何结构进行了变参数的研究,为喷油器的改进和完善提供理论依据。本文主要完成的工作包括：1)进行了喷嘴三维流场模拟分析,得到了在不同针阀升程下喷嘴内部流场压力场和速度场的变化规律。通过模拟计算结果得出了不同喷油压力,不同喷孔直径,不同进口圆角以及不同喷孔内壁粗糙度对流场的影响。2)根据现有的两种喷嘴结构STD和VCO型喷嘴,对喷嘴进行了结构改造,并通过模拟分析得出三种喷嘴结构的优劣性。3)模拟了二维喷孔中的空化现象,分析、讨论了不同进出口压力,不同喷孔直径,不同喷孔长度和不同进口圆角对燃油空化的影响。4)给出喷孔的扩张收缩系数的定义,模拟了不同扩张收缩系数喷孔中空化现象的演变过程。分析喷孔中的空化强度随喷孔扩张与收缩程度的变化,以及扩张收缩系数对喷孔空化现象的影响。

关键词：喷嘴空化现象数值模拟 CFD