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湍流中示踪粒子跟随性的数值分析

仪器仪表学报 2009年第2期30卷 225-231页

作者：李恩邦李志平李淳唐春晓天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

本论文将量纲分析法引入全场光学测量示踪粒子跟随性的研究中,给出了粒子跟随性的无量纲数学表述。并据此对湍流中粒子的运动进行了数值计算,定量分析了粒径、无量纲密度及脉动频率等参数对示踪粒子跟随特性的影响,系统分析和数值模拟... 详细信息

本论文将量纲分析法引入全场光学测量示踪粒子跟随性的研究中,给出了粒子跟随性的无量纲数学表述。并据此对湍流中粒子的运动进行了数值计算,定量分析了粒径、无量纲密度及脉动频率等参数对示踪粒子跟随特性的影响,系统分析和数值模拟了示踪粒子的跟随性,为有效地实现高速复杂流场的全场光学测量提供理论依据。

关键词：湍流示踪粒子跟随性量纲分析数值分析

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不同粒度颗粒在非恒定管流中跟随性试验

水科学进展 2017年第3期28卷 356-363页

作者：曹斌邹燚夏建新中央民族大学环境系北京100081

管道中固液两相流水击对管道和输送系统可能产生严重的破坏,而固液两相在这种非恒定流中的运动特性是计算最大水击压力变化的重要依据。采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV),通过试验研究水击发生时,水平圆管中不同... 详细信息

管道中固液两相流水击对管道和输送系统可能产生严重的破坏,而固液两相在这种非恒定流中的运动特性是计算最大水击压力变化的重要依据。采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV),通过试验研究水击发生时,水平圆管中不同平均流速、颗粒粒径条件下,流体介质和粗颗粒在管道断面的速度分布以及粗颗粒跟随性的变化规律。研究结果表明:(1)在水击发生的不同时刻,圆管流中粗颗粒的流速在管道断面分布呈不规则的抛物线型分布,主要表现为靠近管道壁面底部的颗粒流速略小于靠近管道顶部流速,当颗粒粒径大于1.5 mm,平均流速小于2.5 m/s时,粗颗粒表现出明显的沉降特性;(2)粗颗粒的跟随性与颗粒受力有密切关系,其中颗粒速度与流体速度的变化量是影响颗粒受力的重要参数;(3)基于试验数据拟合得到了水击条件下粗颗粒跟随性系数k的经验公式,并分析了颗粒粒径、管道直径、两相流平均流速以及水击发生时间等不同参数对粗颗粒跟随性系数的影响,公式计算值与实测值之间的误差在5%以内。

关键词：非恒定流低浓度粗颗粒跟随性

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示踪粒子跟随性讨论

农业机械学报 2005年第6期36卷 54-56页

作者：严敬杨小林邓万权刘忠季全凯万毅西华大学能源与环境工程系

在叶轮内流场的非接触式测试中,必须在流场中置入随流前进的示踪粒子。以数学分析方法详细计算讨论了提高粒子跟随性的条件,即为改善测试结果的可靠性,在测试系统光学设备可辨识的条件下,选用的粒子的粒度应尽量小。这一结论将有助于提... 详细信息

在叶轮内流场的非接触式测试中,必须在流场中置入随流前进的示踪粒子。以数学分析方法详细计算讨论了提高粒子跟随性的条件,即为改善测试结果的可靠性,在测试系统光学设备可辨识的条件下,选用的粒子的粒度应尽量小。这一结论将有助于提高流场测试精度。

关键词：叶片泵叶轮内流场非接触式测试示踪粒子跟随性

低密度风洞瑞利散射测速实验中纳米粒子跟随性数值分析

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力学学报 2017年第6期49卷 1243-1251页

作者：李中华李志辉陈爱国吴俊林中国空气动力研究与发展中心超高速所四川绵阳621000

在低密度风洞试验流场中,加入少量纳米粒子,可以增强瑞利散射测速试验的散射光强度.纳米粒子能否适应流场气流速度变化是测量结果准确性的关键.为了研究瑞利散射测速实验中测量到的纳米粒子的速度能否反映流场当地气流速度,采用基于直... 详细信息

在低密度风洞试验流场中,加入少量纳米粒子,可以增强瑞利散射测速试验的散射光强度.纳米粒子能否适应流场气流速度变化是测量结果准确性的关键.为了研究瑞利散射测速实验中测量到的纳米粒子的速度能否反映流场当地气流速度,采用基于直接模拟蒙特卡罗方法的稀薄两相流双向耦合算法,对低密度风洞流场中纳米粒子在大梯度流场中的跟随性进行了数值研究.仿真了10 nm,50 nm和100 nm TiO_2三种尺寸的纳米粒子分别在M6和M12低密度风洞返回舱高超声速绕流流场中的运动特性.仿真结果显示,不同尺寸的纳米粒子在不同的流场稀薄度条件下的跟随性不同,纳米粒子尺寸越小,跟随性越好.在稀薄度较低的M6流场中,10 nm粒子跟随性很好,与瑞利散射测量结果比较接近,粒径50 nm以上的粒子跟随性较差,而在稀薄度较高的M12流场中,10 nm粒子的跟随性也变差,表明通过瑞利散射测量到的纳米粒子速度和流场中气体速度有一定差距,不能准确反映流场当地速度.

关键词：瑞利散射低密度风洞纳米粒子跟随性直接模拟蒙特卡罗方法

基于PIV技术的粗颗粒在管流中跟随性试验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2017年第6期32卷 739-746页

作者：吴优邹燚曹斌夏建新中央民族大学环境系北京100081

受工程条件的限制,越来越多的颗粒物料水力输送工程需采用粗颗粒输送,如深海采矿、河道清淤以及全尾砂充填等。本文利用PIV技术对管流中粗颗粒运动特性进行试验研究,探讨0.1、0.5、1.5、2.5mm四种粒径的石英砂在管流断面流速分布及其对... 详细信息

受工程条件的限制,越来越多的颗粒物料水力输送工程需采用粗颗粒输送,如深海采矿、河道清淤以及全尾砂充填等。本文利用PIV技术对管流中粗颗粒运动特性进行试验研究,探讨0.1、0.5、1.5、2.5mm四种粒径的石英砂在管流断面流速分布及其对水流的跟随性规律。结果表明:颗粒粒径越大,流体速度越小,颗粒的跟随性越差;反之,颗粒跟随性越好。颗粒跟随性在管道上半部分呈对数分布,在下半部分呈指数分布,分析得到在相对高度为0.2、0.5、0.8处的颗粒跟随性与水流速度,颗粒粒径,管径的关系,并通过拟合得到颗粒跟随性在整个管道断面分布的数学表达式,最大误差小于7%。

关键词：粗颗粒 PIV技术流速分布跟随性

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湍流射流中示踪粒子的跟随性数值模拟分析

上海理工大学学报 2017年第2期39卷 103-109页

作者：沙文慧周骛蔡小舒上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为了探究聚苯乙烯颗粒在射流场中的跟踪效果,采用大涡模拟(LES)方法求解射流流场,并与实验结果进行对比,以验证流场模型.定义了密度与水相同的5种不同粒径的虚拟颗粒,采用离散相模型(DPM)计算其运动轨迹,将其响应时间的理论分析结果与... 详细信息

为了探究聚苯乙烯颗粒在射流场中的跟踪效果,采用大涡模拟(LES)方法求解射流流场,并与实验结果进行对比,以验证流场模型.定义了密度与水相同的5种不同粒径的虚拟颗粒,采用离散相模型(DPM)计算其运动轨迹,将其响应时间的理论分析结果与数值模拟结果进行对比,验证了DPM模型的准确性.随后对粒径范围为1~400μm的11种不同粒径的聚苯乙烯颗粒在一定雷诺数射流流场中的跟随特性进行了模拟计算,并与初始时刻相同位置的质点运动轨迹进行对比分析.结果表明,流场的复杂变化对颗粒的跟随性有很大影响,这表现在即使颗粒粒径很小时,颗粒与流场的速度依然存在一定偏差.在所研究工况下,粒径小于200μm的聚苯乙烯颗粒与水的速度偏差大部分在20%以内.

关键词：大涡模拟离散相模型湍流射流示踪粒子跟随性

基于Lagrange算法的熔盐泵叶轮内稀疏颗粒的跟随性分析

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南京工业大学学报（自然科学版） 2016年第1期38卷 50-55页

作者：王宜顾伯勤邵春雷南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800

基于固液两相流理论,分析了熔盐泵叶轮内结晶颗粒的受力情况,并对颗粒在Lagrange坐标下的运动方程进行了解析计算。运用离散相模型(DPM)对熔盐泵内部流动进行了数值模拟,并将模拟结果与解析解进行比较,讨论了颗粒的跟随性与颗粒直径、... 详细信息

基于固液两相流理论,分析了熔盐泵叶轮内结晶颗粒的受力情况,并对颗粒在Lagrange坐标下的运动方程进行了解析计算。运用离散相模型(DPM)对熔盐泵内部流动进行了数值模拟,并将模拟结果与解析解进行比较,讨论了颗粒的跟随性与颗粒直径、颗粒和叶轮的相对位置的关系。结果表明:解析解与数值模拟得到的颗粒跟随性具有较好的一致性;颗粒的周向跟随性优于径向;随粒径的增大,颗粒径向和周向的跟随性均明显变差;颗粒的周向跟随性受颗粒位置的影响不大,径向跟随性随颗粒离叶轮中心距离的增大而变差,且吸力面附近的径向跟随性优于压力面附近。研究结果可为预测泵内颗粒的分布及两相流情况下泵性能提供参考。

关键词：熔盐泵跟随性运动方程固液两相流