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粘性液体中气泡流体力学特性的模拟研究

天津工业大学学报 2007年第4期26卷 28-31页

作者：赵学辉刘春江吕晓龙天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室天津300160 天津大学化学工程联合国家重点实验室天津300072

针对粘性液体中锐孔生成气泡过程进行分析研究,建立了求解气泡直径的理论模型,并用FLUENT6.1求解器对气泡生成过程进行了模拟.研究表明,在物性一定的情况下,孔速和锐孔直径是影响气泡生成的关键因素;在气速较低时,气泡直径的模拟值与计... 详细信息

针对粘性液体中锐孔生成气泡过程进行分析研究,建立了求解气泡直径的理论模型,并用FLUENT6.1求解器对气泡生成过程进行了模拟.研究表明,在物性一定的情况下,孔速和锐孔直径是影响气泡生成的关键因素;在气速较低时,气泡直径的模拟值与计算值比较吻合.

关键词：流体力学粘性液体气泡 VOF模型

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部分充以粘性液体的转子强迫振动

复旦学报（自然科学版） 1995年第6期34卷 661-670页

作者：陶明德张文复旦大学应用力学系

研究了部分充以粘性液体的转子的强迫振动，准确到Ｏ（Ｒｅ－１／２），边界条件能精确满足，而且得到了动态压力的显式表达式．这对讨论这种转子的动力稳定性十分方便．当Ｒｅ→∞时，本文的结果能退化为理想液体的结果．

关键词：强迫振动粘性液体转子动力稳定性

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粘性液体覆盖层下界面处凹陷对SH波的散射

粘性液体覆盖层下界面处凹陷对SH波的散射

作者：张木哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,随着国民经济的高速发展,尤其是党的“十八大”以来我国提出建设海洋强国的战略目标,人们对资源的开采已经从平原走向海洋,海洋资源的开采和利用也进入了全新的发展时期。在海洋资源大力开发的同时,海洋地震问题不可小觑。由于... 详细信息

近年来,随着国民经济的高速发展,尤其是党的“十八大”以来我国提出建设海洋强国的战略目标,人们对资源的开采已经从平原走向海洋,海洋资源的开采和利用也进入了全新的发展时期。在海洋资源大力开发的同时,海洋地震问题不可小觑。由于海上平台的基础建设多集中于沿海,近海区域又属于大陆架浅海,位于我国华北地震区的渤海和黄海,而我国作为世界上地震最多的国家之一,地震的强度和频率发生的概率相对较高,加上地震作用的不确定性,海底地质体的复杂性,在沿海基础建设的设计理念上有着较高的挑战。因此,从抗震设计理念及其防灾减灾的角度出发,有必要对地震波作用下,复杂的海底结构的动响应问题做出可靠的分析与研究。在目前已有的有关地震波的研究工作中,对于半空间、直角域山丘河谷等地形的地震波散射求解理论和方法的研究已经趋于成熟,相比地震波对海洋工程影响的研究,由于其边界条件的复杂性,海底不同沉积层等因素,在理论研究中难度较大,尚有很多空白去填补。本文将海底基层视为一个无限大均质弹性半空间,海底基层上部淤泥及其海水视为粘性液体,考虑到分层介质边界与缺陷共同存在的情况下,旨在对粘性液体覆盖层下界面处凹陷对SH波的散射问题进行研究,为近海工程的抗震设计理念及其防灾减灾技术提供一种有效的理论分析方法。本文主要研究内容如下:在稳态SH波入射下,对粘性液体覆盖层下界面处凹陷对SH波的散射问题进行细致的研究,给出界面处位移幅值和凹陷下部动应力集中系数的解析表达式。首先,基于均质弹性体和粘性液体的本构方程,建立各自反平面问题的控制方程。其次,通过引入复变函数理论和波函数展开法,基于大圆弧假设原理和坐标平移法,构造出各层介质中满足Helmholtz控制方程的Fourier-Bessel级数形式的波函数表达式。再次,根据所研究问题的边界条件,建立起所对应问题的级数方程组,在满足精度的条件下,通过Fourier变换和截取有限项级数的方法对方程组进求解,得到各散射波所对应的未知系数。最后,通过具体算例分析,给出数值计算中满足精度要求的解答。在数值算例分析部分,首先分析了粘性液体覆盖层下界面处半圆形凹陷对SH波的散射问题,给出了不同入射频率下稳态SH波垂直入射时,粘性液体的动力粘性系数、密度以及覆盖层厚度等因素对界面处位移幅值和半圆形凹陷下部动应力集中系数的影响。然后在此基础上,针对粘性液体覆盖层下界面处任意圆弧形凹陷对SH波的散射问题进行分析,给出了不同入射频率的稳态SH波垂直入射时,粘性液体的动力粘性系数、密度、覆盖层厚度以及凹陷角度等因素对任意圆弧形凹陷界面处位移幅值的影响。这些结论对研究海底复杂结构地形在地震作用下的破坏机理和抗震性能分析具有一定的参考价值。

关键词： SH波覆盖层粘性液体位移幅值动应力集中

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高速粘性液体射流的不稳定模式

内燃机学报 1997年第1期15卷 1-7页

作者：史绍熙郗大光秦建荣刘宁舒国才天津大学

本文利用线性不稳定性理论研究了高速粘性液体射流的破碎问题，并利用先进的高速分幅全息摄影技术首次比较系统地观察了几种不稳定模式的表现形态，实验观察结果与理论预测基本一致。研究结果表明：在适当的条件下，非轴对称模式也有可... 详细信息

本文利用线性不稳定性理论研究了高速粘性液体射流的破碎问题，并利用先进的高速分幅全息摄影技术首次比较系统地观察了几种不稳定模式的表现形态，实验观察结果与理论预测基本一致。研究结果表明：在适当的条件下，非轴对称模式也有可能成为最不稳定模式。

关键词：高速射流不稳定性不稳定模式射流粘性液体

数值模拟二维气泡在粘性液体中上升运动的边界积分方法

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水动力学研究与进展（A辑） 2000年第1期15卷 38-47页

作者：丁志杰张慧生复旦大学力学与工程科学系上海200433

本文在考虑界面张力的条件下 ,用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法 ,导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法。边界层近似的误差为 O (δ3 ) =O(Re-3 2 )。数值模... 详细信息

本文在考虑界面张力的条件下 ,用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法 ,导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法。边界层近似的误差为 O (δ3 ) =O(Re-3 2 )。数值模拟结果显示 ,在大气泡 (大Reynolds数 )情形 ,粘性的影响很小。随着气泡尺寸的减小 ,表面张力和粘性的影响都增强 ,但与表面张力相比。

关键词：二维气泡边界积分数值模拟粘性液体上升运动

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边界元法分析粘性液体小幅晃动

力学季刊 2001年第4期22卷 455-459页

作者：王小贞臧跃龙福州大学信息学院电子系福州350002 福州大学机械工程系福州350002

本文采用了边界元法对容器中粘性、不可压缩液体小幅晃动进行数值分析。在频域内考虑二维线性化Navier-Stokes方程,以问题的物理变量作为数值分析的未知函数,并推导了该问题分析的边界积分方程。自由面上的动力学条件为法向正应力和切... 详细信息

本文采用了边界元法对容器中粘性、不可压缩液体小幅晃动进行数值分析。在频域内考虑二维线性化Navier-Stokes方程,以问题的物理变量作为数值分析的未知函数,并推导了该问题分析的边界积分方程。自由面上的动力学条件为法向正应力和切向剪应力为零,这两个条件本身是线性的,避免了采用无粘势理论边界条件的非线性,固壁面上采用流体质点与固壁质点速度相等的条件,在数值计算过程中,结合有限差分法对边界条件进行了处理,由此建立了问题的一个边界元数值求解过程。

关键词：边界元法液体晃动粘性液体不可压缩液体数值分析频域二维线性化 Navier-Stokes方程动力学条件

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部分充以粘性液体转子的动力稳定性

复旦学报（自然科学版） 2000年第1期39卷 94-96页

作者：陶明德张文力学与工程科学系

根据作用在部分充以粘性液体转子上压力的显式表达式 ,讨论了上述转子的动力稳定性 ,得到了一些有价值的结果 ,统一了 Hendricks和 Christenson的截然不同的结果 .认为对于给定的粘性阻尼 ,只要适当选取外阻尼数值 ,就能调整稳定区域 .

关键词：粘性液体充液转子稳定曲线动力稳定性

分析充满粘性液体的二维文杜里毛细管道中长气泡分裂的边界元方法

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科学通报 1989年第3期34卷 178-181页

作者：卢文强高智陈绪明中国科学院研究生院力学教研室中国科学院力学研究所航天部第二研究院计算站

近年来,由于石油强化回收技术的发展,人们发现泡沫在油层中产生,能大大增加出油率。已有的研究指出泡沫产生的一个重要机理是油层多孔介质中气泡的分裂(snap-off)。油层中气泡分裂是一个复杂的非定常气液两相自由面问题。本文在文献[2... 详细信息

近年来,由于石油强化回收技术的发展,人们发现泡沫在油层中产生,能大大增加出油率。已有的研究指出泡沫产生的一个重要机理是油层多孔介质中气泡的分裂(snap-off)。油层中气泡分裂是一个复杂的非定常气液两相自由面问题。本文在文献[2,3]工作的基础上,发展了一个二维的ω-ψ非定常边界元方法,对于液膜起重要作用的区域,我们的结果还是可跟实验比较的。

关键词：油层粘性液体毛细管道气泡分裂

数值模拟气泡在粘性液体中上升运动的Euler-Lagrange方法

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复旦学报（自然科学版） 1999年第2期38卷 146-152页

作者：丁志杰张慧生复旦大学力学与工程科学系

在考虑界面张力的条件下，用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法，导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法．势流计算采用Ｌａｇｒａｎｇｅ坐标，粘性修正采用Ｅｕｌ... 详细信息

在考虑界面张力的条件下，用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法，导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法．势流计算采用Ｌａｇｒａｎｇｅ坐标，粘性修正采用Ｅｕｌｅｒ坐标．边界层近似的误差为δ的三次方量阶（即Ｒｅ的负二分之三次方量阶）．数值模拟结果显示，在大气泡（大Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数）情形，粘性的影响很小．随着气泡尺寸的减小，表面张力和粘性的影响都增强，但与表面张力相比。

关键词：气泡数值模拟粘性液体 E-L法上升运动