一、NUMERICAL SOLUTIONS OF REYNOLDS AVERAGED NAVIER-STOKES EQUATIONS FOR 3-D TURBULENT FLOW OVER CONCAVE SURFACES OF DISCHARGING STRUCTURES（论文文献综述）
张金龙[1]（2021）在《荷电粒子在多孔收尘电极电场中的迁移与沉降规律研究》文中研究指明目前电除尘器在烟尘净化领域依然扮演着重要角色,但是面对更加严格的超低排放标准,电除尘器无论在电力行业或非电行业都亟需进一步提高对微细颗粒物的捕集效率。为此,基于电风效应对微细颗粒物运动状态的影响,减缓收尘电极附近的湍流现象,提出了多孔收尘电极电除尘器,其电极特征结构为收尘极板是多孔板型式。为分析荷电粒子在该新型电除尘器中的迁移与沉降规律,指导该新型电除尘器的选型设计,主要进行了以下研究。论文利用计算流体力学的研究方法,借助有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics,利用其静电模块、稀物质传递模块、流体力学模块及粒子追踪模块搭建了描述荷电粒子在电除尘器中的迁移与沉降过程的数值模型,并利用文献中的经典实验数据对其数值模型做了数值可靠性与准确性验证,确定了论文的研究方法。基于多孔收尘电极电除尘器的气体电离、粒子荷电、荷电粒子迁移与沉降过程的数值模拟分析,揭示多孔收尘电极电除尘器对微细粒子提效捕集机理。通过正交试验分析数值模拟结果,得到外加电压、电场风速、粉尘粒径和多孔板开孔率对有效驱进速度的影响程度与影响规律。论文主要结果如下:（1）论文电除尘器气固两相流模型计算值与经典实验值符合良好,验证了论文数值模型的可靠性与准确性。（2）以传统线板式电除尘器为基础,结合多孔收尘电极电除尘器的气体电离、粒子荷电、荷电粒子迁移与沉降过程的数值模拟分析得出,收尘极板开孔后几乎不影响线板间区域的空间电荷密度和电场强度,但会显着影响多孔板附近的电场强度,圆孔对颗粒的荷电量及荷电过程几乎没有影响,多孔板结构消弱了气流对收尘区域的冲刷作用及进入多孔板空腔内的粒子最终沉降在空腔内以至于多孔板电极结构可以有效提高0.1μm～5μm微细粒子的有效驱进速度。（3）基于正交试验进行了25组数值模拟,分析结果后得出论文讨论的4种因素在试验水平范围内对有效驱进速度影响的大小顺序依次为:多孔板开孔率、外加电压、颗粒粒径、电场风速。
王书婷[2]（2020）在《非均匀几何边界条件下固井注水泥顶替效率研究》文中进行了进一步梳理为确保油气井井筒具有良好的封隔效果,保障注水泥顶替效率是必要前提,因此需要明确注水泥过程中钻井液和水泥浆在顶替过程中的流动规律,并对顶替效率进行精确评价。但当前固井顶替理论研究大多针对规则的理想井壁条件,而钻完井过程中井下条件复杂,破岩过程中产生的粗糙井壁加之附着的泥饼,使得实际井壁具有不规则的表面形貌,这使得现有理论尚无法真实还原注水泥顶替过程中环形空间内流体的顶替流动规律,进而导致对顶替效率的评价产生了误差。考虑到以上问题,本文针对不规则井壁条件下,钻井液及水泥浆在偏心环空中的流动规律进行了研究,并评价了不规则井壁所导致的非均匀几何边界条件下的注水泥顶替效率,从而为固井参数设计及固井质量评价提供了理论指导。主要研究内容及成果如下:（1）建立了柱坐标系下赫切尔—巴尔克莱模式钻井液、水泥浆偏心环空轴向层流流动模型,得出了赫切尔—巴尔克莱流体在偏心环空中的流速分布情况及压力流量间的数学关系;建立了钻井液偏心环空滞留条件分析模型。编制了数值解计算机程序,对钻井液整体滞留及局部滞留的位置边界、宽度、滞留区域、顶替效率等进行了数值计算与分析。结果表明:流场压力梯度增加,钻井液局部滞留层厚度减小,顶替效率增加;偏心度增加,顶替效率降低;层流顶替流动条件下,降低钻井液屈服应力,提高驱替液屈服应力,有助于改善钻井液局部滞留状况,提高顶替效率。（2）建立了均匀井径注水泥顶替流动分析模型及数值模拟计算方法,对水泥浆与钻井液界面顶替的演化过程进行了数值模拟计算,分析了钻井液及水泥浆的流体性能、流场压力梯度、偏心度、正密度差等不同工况条件对顶替效率的影响规律。结果表明:偏心环空注水泥顶替流动中,流体顶替参数存在优化配比,从而为施工提供理论指导。（3）考虑井壁的非均匀性,研究了流体流动产生的沿程摩阻损失,分析了沿程损失与切应力的关系,分析了环空非均匀几何边界井壁的钻井液微元体力学作用,建立了非均匀几何边界井壁侧与套管侧顶替界面边界位置计算模型,实现了钻井液的滞留情况的定量评价。结果表明:井斜角在30°～45°偏心度为0.3～0.4之间,顶替液面相对稳定且顶替效率较高;井斜角在45°～60°密度差为300kg/m3～700kg/m3时顶替效率较高;不同驱动压力梯度条件下,尽量提高流场压力梯度,有助于提高顶替效率。（4）针对非均匀井壁的非线性环空几何条件,运用格子玻尔兹曼方法,选定格子玻尔兹曼方法的基本模型及曲面边界条件,建立了描述非均匀几何边界井壁的几何模型,阐述了非均匀几何边界井壁在格子玻尔兹曼模型中的实现方法;建立了非均匀几何边界条件注水泥顶替数值模拟方法的模型,分析了不同参数非均匀井壁对顶替效率影响规律及其他常规注水泥顶替流动参数对顶替效率的影响规律。结果表明:粗糙程度越大,顶替效率越低;粗糙度变化越剧烈顶替效率越低,说明保持井壁的均匀性可提高顶替效率。本文通过采用理论模型推导和数值模拟相结合的研究方法,对偏心环空注水泥顶替流动在均匀井壁及非均匀几何边界井壁两种情况下进行研究,研究成果揭示了偏心环空注水泥顶替流动顶替效率规律,丰富了注水泥顶替理论,为偏心环空注水泥顶替参数的优化设计提供了理论依据,对现场固井施工具有一定的指导意义。
刘畅[3]（2020）在《气体雾化制粉过程中金属熔体在导流管内的流动与传热机理研究》文中指出金属增材制造（Metal Additive Manufacturing）是整个3D打印体系中最有发展潜力的领域。相对于传统的制造技术,金属3D打印在制备复杂形状构件和功能梯度材料方面具有独特的优势,在医疗、航空航天、汽车制造等领域有广阔的应用前景。粉末是金属增材制造工艺中最为广泛的原料形式,但粉末冶金、热喷涂等传统工艺使用的原料粉末不能直接应用于金属3D打印。一般而言,金属增材制造相对于传统工艺对原料粉末的粒径、形状、杂质含量等指标要求更高。例如,选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）工艺要求原料粉末粒径为15-53μm,形状为球形或近球形,纯净度高。因此,针对金属增材制造的粉末制备技术要相应改进。气雾化法是生产金属3D打印粉末的重要方法。目前,大部分研究集中在雾化气体流场和雾化喷射过程的数值模拟与实验观察,但对于气雾化制粉过程中金属熔体在导流管内的流动与传热过程关注较少,该过程作为整个雾化制粉过程中的前导部分,是后续稳定连续生产的前提。对上述过程的机理研究,对所有采用导流管导流的气雾化制粉工艺都有参考意义。围绕上述过程,本文的主要工作如下:1)基于ANSYS Fluent计算流体软件,利用Volume of Fluid（Vo F）两相流模型和Shear-Stress Transport k-ω（SST k-ω）湍流模型对金属熔体在导流管内的瞬态发展过程进行模拟,重点研究导流管参数对金属熔体（以熔融铝为例）流动的影响。分析和总结了接触角、粗糙度高度、导流管直径、导流管长度等参数对金属熔体在导流管轴线上的轴向速度分布和导流管长度1/2处轴向速度的径向分布的影响规律。2)基于SST k-ω湍流模型、添加低雷诺数修正选项（Low Reynolds number correction）的SST k-ω湍流模型以及Spalart-Allmaras（SA）湍流模型,模拟计算了熔融铝、铁、镍三种金属熔体在不同直径导流管内的流动阻力。分析和讨论了不同湍流模型下的结果差异并将数值模拟结果与经验公式计算数值对比。以铝熔体为例,采用SST k-ω湍流模型,研究了在不同平均速度下熔融铝在相同直径导流管内的流动阻力,并对比了导流管直径和平均速度二者对流动阻力的影响差异。3)使用SST k-ω湍流模型和凝固—熔化（Solidification/Melting）模型,系统地研究了熔融铝、铁、镍三种金属熔体在导流管内的传热过程。重点分析研究了熔融铝、铁、镍在不同直径导流管内的温度场云图分布,轴线上的温度分布以及导流管长度1/2处的径向温度分布。以铝熔体为例,分析并对比了导流管直径、入口速度、壁面温度等参数对金属熔体传热过程的影响。4)搭建模拟验证装置,利用流体流动的相似性,选用常见的流体如水和酒精等作为实验材料,对金属熔体在导流管内的流动过程数值模拟结果进行验证。收集在导流管内已经凝固的金属熔体并进行金相组织分析,对金属熔体的传热数值模拟结果进行对比验证。5)在数值模拟结果的基础上,优化导流管设计参数,制备三种典型的金属增材制造用铝、铁、镍合金粉末并进行标准化检测。本文中导流管内熔体流动阻力计算和传热过程分析对解决导流管堵塞和优化导流管设计具有重要的理论和实践意义,有利于提高金属增材制造用原料粉末适用粒度区间的粉末收得率。
刘刚[4]（2020）在《基于水气两相流理论的高坝泄洪雾化计算研究》文中指出泄洪雾化是水利工程高速泄洪时出现的一种水气弥散现象,伴随泄洪雾化产生的强风和强降雨会对水电站正常运行、边坡稳定、交通安全等造成较大危害。我国的高坝枢纽工程往往具有高水头、大流量、窄河谷、高边坡等特征,许多指标位居世界前列,泄洪伴生的雾化问题尤其突出,使得泄洪雾化安全防护的难度大为增加。对泄洪雾化展开研究,构建复杂泄洪环境下的精准预测模型、定量分析各因素对泄洪雾化的影响、探究泄洪过程中水气的运移规律,对推动我国高坝枢纽泄洪雾化研究从经验走向科学,保障重大水利水电工程建设及长期安全高效运行具有十分重要的工程现实需求及科学理论价值。相较于原型观测、物理模型试验、理论分析计算等方法,数值模拟方法具有经济高效、不受模型相似率限制、对原型观测数据依赖度低等优势。本文基于水气两相流理论,采用数值模拟方法围绕泄洪雾化的数学描述、参数界定、数值求解以及水气运移规律展开。基于水气两相流理论,发展了描述泄洪雾化过程中水气运动的数学模型,研究了泄洪雾化数学模型的数值求解方法及技术,并编写了相应的有限元计算程序,根据数值模拟的需要,提出了考虑掺混程度影响的水气两相混合流体动力粘滞性模型,利用水布垭电站泄洪雾化原型观测数据对数学模型进行了验证,并定量分析了河谷宽度、初始下泄流速以及下游水深等因素对泄洪雾化的影响。主要研究内容如下:1)基于水气两相流理论,发展了描述泄洪雾化过程中水气运动的数学模型。该模型由水气两相流体总的的质量、动量守恒方程,气的动量守恒方程,水的质量守恒方程以及雾雨转化公式组成,能够对不同消能型式下的泄洪雾化过程进行描述。通过混合流体的质量守恒方程可导出流体压力求解方程,实现了压力的直接求解,提高了数值求解过程中的稳定性及收敛性。描述气体运动的动量守恒方程包含了水气相间作用力的影响,能够对水、气运动的差异性进行较为完备的描述。通过水的质量守恒方程导出浓度传输方程,结合雾雨转化公式能够实现泄洪雾化降雨强度的预测。2)采用有限单元法,研究了泄洪雾化数学模型的求解方法及求解技术,发展了大型高度非线性偏微分方程组的数值求解方法,提高了数值求解泄洪雾化过程中的数值稳定性及收敛性,实现了泄洪雾化过程的数值模拟。在泄洪雾化数值求解中,采用有限单元法对泄洪雾化数学模型中的偏微分方程组进行空间离散,利用大涡模拟方法（LES）对泄洪雾化中的湍流进行处理,寻求合适的压力-速度耦合求解策略以保证数值求解的稳定性及收敛性,避免了传统商业软件因求解难题而进行的简化,进而编写了三维有限元计算程序并对程序正确性及有效性进行了考证。3)开展了水气两相混合流体动力粘滞性试验测试研究,发展了一种适用于水气混合流体的动力粘滞性测试方法,测试了不同掺气量及掺混程度下的水气混合流体动力粘滞性,进而推导了包含掺气量及掺混程度的水气混合流体动力粘滞系数模型。采用物理试验与数值模拟相结合的手段,通过试验测试物体在混合流体中运动时所受的粘滞力,结合数值模拟得到物体在不同粘滞性流体中所受的粘滞力,建立试验测试与数值模拟间的相关关系,进而实现水气混合流体动力粘滞系数的测试。推导了考虑掺气量及掺混程度的水气混合流体动力粘滞系数模型并分析了掺气量及掺混程度对水气混合流体动力粘滞性的影响:当掺混程度较大时,水气两相混合流体的动力粘滞系数随掺气量的增加呈先增加后减小的变化趋势,当掺混程度较小时,水气两相混合流体的动力粘滞系数随掺气量的增加呈线性减小的变化趋势。水气两相混合流体动力粘滞性相关的研究为数值模拟泄洪雾化提供了参数支撑。4)采用本文的泄洪雾化数学模型,成功实现了水布垭电站泄洪雾化的三维仿真计算模拟,结合水布垭电站泄洪雾化监测资料,对模型计算结果的正确性及有效性进行了验证,在此基础上,研究了泄流量及闸门组合方式对电站泄洪雾化的影响。通过与水布垭电站泄洪雾化原型监测数据的对比分析表明,数值模拟方法对泄洪雾化过程中的风速及降雨强度具有较好的预测能力,其中,风速的预测偏差在±15%以内,降雨强度的预测偏差在±20%以内。水布垭电站泄洪雾化过程中的风速及降雨强度均随着泄流量的增加而不断增大,但在变化趋势上又有所不同:泄流量较小时,两者均随泄流量增大呈线性增加关系,而泄流量增大到一定值后,最大雾化风速的增速逐渐放缓,最大雨强却随泄流量增大呈指数增加趋势。5)通过对水布垭电站泄洪雾化进行仿真模拟,研究了泄洪雾化过程中的水气运移规律。结果表明,泄洪过程中水气运动受地形约束较为明显,从近地表水气运动来看,水气在局部受阻挡区域易形成“回流”现象,并沿障碍物爬升;远离地表以后,不同高程平面内的水气既有向上也有向下运动的区域,呈现一定程度的跃动现象;当高程达到一定高度后,水气运动方向均向下,表明水雾不会上升至这一高程。根据水、气运动过程中的压力分布及水气运动方向,可将泄洪雾化分为三个区域,即:水气掺混区、水雾生成区和水雾扩散区。在水气掺混区,水体中的压力小于外界气压,大气中的空气通过掺气设施、水体表面不断掺进水体,形成水气掺混流体;当掺气水流落入下游河道时,水体内压力迅速增加,水中气泡大量逸出,气泡破裂产生许多微小雾滴,形成水雾;在水雾扩散区,水体中逸出的气体不断向高空及下游河道方向运动,并“裹挟”雾滴运动,从而形成常见的雾化现象。6)针对溢洪道挑流消能方式,计算研究了河谷宽度、初始下泄流速以及下游水深等因素对雾化风速、降雨强度时空分布的影响。结果表明,河谷宽度对雾化风速的影响较为显着,河谷越窄,水雾沿河道传播的距离越远,近坝区的雾化强度越大;本研究中,当河谷宽度增加五倍时,泄洪稳定时近坝区的雾化风速降幅可达到一半以上。初始下泄流速对雾化风及雾化降雨的影响各不相同,当初始下泄流速大于5 m/s以后,初始下泄流速的增加并不会引起近坝区雾化风速的显着增大,而是受雾化风影响的范围显着增大;近坝区雾化降雨强度则随着初始下泄流速的增加而不断增加,基本呈指数增加趋势。下游水深的增加对减小泄洪雾化风速是有利的,在本研究中,下游水深每增加1 m,泄洪稳定时的雾化风速则减小0.2 m/s左右;下游水深对水舌落点处河道底板所受的压力影响较大,水深越深,泄洪达到稳定时引起的河道底板压力增量越小,当下游水深深度合适时,泄洪引起的河道底板压力增量为零。
樊晓羽[5]（2020）在《风力机翼型环量控制气动特性研究》文中提出随着我国经济发展与工业化技术的提高,对于能源产量的需求越来越大。随之而来的环境污染问题也迫在眉睫,亟需寻求新能源来替代传统能源,进行能源结构转型。垂直轴风力机作为一种新小型能源机械,应用前景极为广泛。由于目前风能发电效率较低,而叶片作为能量转换的主要部件,决定风力机的发电效率、载荷特性等。因此,对于风力机叶片翼型的改进研究十分必要。环量控制技术是一种非常流行的流动控制技术,该技术基于科恩达效应衍生而来,其原理是利用流体在曲面外形上的附壁效应,进而有效控制流体的流动分离,调节流场结构,提高气动特性。本文针对以上问题,提出采用环量控制主动吹气方法应用于传统风力机翼型上,基于数值模拟和风洞试验对其进行气动特性和流场结构可视化分析,研究施加吹气所造成的气动影响及绕流流场流动机理。主要研究内容及成果如下:数值模拟部分,通过二维k-ωSST湍流模型对吹气位置进行了初步筛选,为下一步研究提供理论基础。进一步采用三维大涡模拟,对最优吹气位置方案的环量控制翼型精细计算,利用涡旋强度涡识别方法对计算结果进行更为详细的展示。试验部分,基于西华大学风洞平台,制作环量控制翼型实物模型进行风洞试验。采用六分量天平对不同雷诺数下环量控制翼型的升阻力系数进行测量,研究其随攻角变化的发展规律。采用压力扫描阀提取翼型测压孔位置的压力数据,直观体现不同位置处压力分布。在翼型70%弦长位置处的吹气方案在翼型失速前后均表现良好,综合而言,吹气位置越靠近分离点,控制效果越好。大涡模拟由于未进行平均化处理,相较于k-ωSST湍流模型,对翼型近壁面涡结构有很好的表现,可以准确捕捉到翼型吸力面流动的分离与再附现象,以及尾缘涡脱落及涡带摆动,耗散等流动形态。涡旋强度识别方法可以有效忽略强剪切层的干扰,表现涡的旋转特性。环量控制吹气方法具有显着的增升减阻效果,对翼型流场结构有明显改善。吹气气流将翼型后缘的回流涡旋打破,重新形成层流附着在翼型壁面上,有效抑制了附近流场的分离涡,使得分离区域缩小。局部高能量流动通过流体的粘性作用形成扰动,与主流耦合,影响周围流场,使其同样具有能量,逐步改良了全局流动。吹气造成了负压区域的扩大,进而增大了与压力面的压差,形成更大的升力。但吹气注入的能量并不是越高越好,受来流风速影响,一般而言,施加与来流风速相近的吹气速度造成的环量控制效果最佳,能量太小起不到控制作用,能量太大则会对流场矫枉过正。
刘加伟[6]（2020）在《基于等离子体热效应的NACA0012翼型增升减阻的数值研究》文中认为飞行器的气动特性研究在现代流体力学中占据着十分重要的部分,而如何提高飞行器的气动性能更是研究者所关注的焦点。以NACA0012低速对称翼型为研究对象,对其气动特性进行规律探究,同时研究其在等离子体作用下的增升减阻效果。基于CFD软件,采用SST k-ω低速湍流模型,研究马赫数和雷诺数对NACA0012翼型最大升力系数、升力线斜率和最大升阻比的影响规律。又研究了NACA0012翼型在亚音速下的失速问题,通过拟合曲线表达式定量描述该翼型的失速攻角。基于热效应研究了等离子体单激励和双激励对NACA0012翼型增升减阻的影响规律。通过在翼型的上下表面以及前后缘分别施加等离子体激励,寻找增升和减阻的最佳位置。同时又对单激励和双激励作用的物理机制进行了一定的解释。为加快CFD软件中模型的计算速度,在Fluent中采用求解指导器对翼型进行求解,同时设置合理的边界条件保证求解结果的准确。对计算模型的网格进行了无关性验证,又将计算结果与Ladson的实验数据进行对比,得出该模型具有可行性。提出利用二维翼型的表达式定义激励位置的方法,既能保证激励区域紧贴在翼型表面,又可以快速地改变激励的位置。翼型的升阻力系数计算采用了程序自动求解的方法,等离子体区域的施加和位置改变也是通过编程的方法实现的。研究结果表明,翼型的气动特性在马赫数和雷诺数的作用下具有相关性规律。翼型在等离子体的作用下表现出增升减阻效果,但激励效果受位置的影响较大。研究一方面补充了低速对称翼型的流场特性数据库,另一方面又提出了翼型在等离子体热效应作用下的增升减阻规律。
吴雪科[7]（2020）在《托卡马克等离子体中的氘和杂质SMBI模拟研究》文中研究表明提高等离子体加料效率和加料深度是托卡马克磁约束聚变装置实现高约束稳态运行的重要目标。目前,国内外科研工作者已经开展了大量有关等离子体加料的实验研究,然而数值模拟工作还比较匮乏。为了改进氘SMBI的加料深度,我们用BOUT++中的输运模块trans-neut,在HL-2A托卡马克装置的真实磁场位形下,保持注入速度和注入通量不变,通过调整注入密度80)和注入宽度(2研究超声分子束注入（SMBI）参数对加料深度和加料效率的影响。通过对模拟数据的分析,我们发现:1)密度较小、宽度较大的超声分子束能够实现较大的注入深度;反之,超声分子束的注入深度会降低;2)密度较小、宽度较大的超声分子束波前能够在等离子体内部较深位置持续更长的时间。氦SMBI可以实现边缘局域模（ELM）缓解。为了探究氦SMBI缓解ELM的机制,我们迫切需要一个模型和程序来开展相关工作。论文从含源分布函数的Boltzmann动理学方程出发,推导得到了多流体输运方程,在适当的简化情况下进一步得到了杂质SMBI的输运模型。在BOUT++框架下,我们数值求解上述输运方程,编写关于杂质SMBI输运的初值代码trans-imp,并利用所编写的trans-imp代码,模拟了圆截面磁场位型下氦超声分子束与H模边缘等离子体的相互作用。在数值模拟的过程中,我们考虑了氦粒子的电离反应和复合反应、以及电离辐射、复合辐射、韧致辐射和回旋加速器辐射,而忽略了电荷交换反应。研究发现:1)在注入阶段,几乎所有注入的氦粒子中的束缚电子都会剥离,在注入通道上模拟观察到不断堆积的二价氦离子,而很难观察到一价的氦离子。模拟发现氦离子存在两个粒子输运通道:氦离子自身压强驱动出的氦离子平行速度输运通道和1m2/s的氦离子径向扩散系数引起的粒子输运通道。模拟过程中所设置的氦离子径向扩散系数对其径向剖面影响较大。氦粒子在注入通道中会与背景等离子体发生强烈的相互作用,驱动出氘离子平行速度,进而引起氦沉积处氘离子密度下降,导致氘离子温度小幅下降,而电子温度大幅度下降。2)在弛豫阶段,氦离子剖面存在较大的密度梯度,导致氦离子向内、外输运,使得剖面趋于平坦。同时,电子和氘离子剖面逐渐恢复。
张学文[8]（2020）在《基于等离子体激励的低矮建筑表面风压控制方法研究》文中提出强、台风是人类面临的主要自然灾害之一,它给人类带来了巨大的财产损失与人员伤亡。中国的建筑物大多为低矮房屋,强、台风影响下这类房屋风损、风毁事故时有发生。风灾统计调查表明,这类建筑物的毁坏通常源于屋顶的破坏,常发生于屋面迎风边缘、屋面角部或屋脊周围。处于强风中的屋面承受着巨大的风压,当其超过建筑屋顶承载能力时,屋顶会被掀翻,进而诱发山墙的损坏甚至整个房屋的倒塌。因此,我们有必要采取有效的流动控制方法来降低建筑屋顶的风压。为了提高低矮房屋屋顶的抗风性能,本文将航空航天与流体机械等领域中的等离子体流动控制方法引入到结构风工程之中。结构风工程以往采用的流动控制方法都存在些许问题,比如控制系统本身很复杂,控制效果有限或者需要改变建筑结构外形等缺点。等离子体流动控制方法却不存在这些缺点,反而因其无运动部件,尺寸小,重量轻和响应时间快等优势而在其他领域受到广泛的关注。目前,该技术在建筑抗风领域的应用研究还基本处于空白。本文的等离子体流动控制方法是基于表面介质阻挡放电（Surface Dielectric Barrier Discharge,简称SDBD）等离子体激励器的流动控制技术。该技术是在低矮建筑屋顶的上下表面安装等离子体激励器的电极,在等离子体激励引起的体积力的作用下近屋面流体会产生定向移动,诱导出壁面射流,进而控制流场及风压。本文通过风洞试验与数值模拟方法系统研究了不同布置形式的等离子体激励器对低矮建筑屋面风压的控制作用,获得如下研究成果:（1）提出了等离子体激励器的实现手段,掌握了等离子体激励器的最佳制作材料与制造工艺,进而建立了低矮建筑等离子体流动控制的风洞测压试验方法。风洞测压试验表明,不同布置形式的多级SDBD等离子体激励器能够显着降低屋面中轴线上不同区域的平均、极大值和极小值风压系数绝对值,其中壁面射流方向由屋面后缘指向屋面前缘的激励器具有最佳控制效果。（2）提出了低矮建筑绕流场在等离子体流动控制下的大涡模拟方法,获得了施加激励后屋面中轴线的平均和极小值风压系数变化率,并且与实验结果进行了对比分析,验证了模拟方法的合理性,进而对屋面周围流场在施加激励前后的变化规律进行了研究,揭示了等离子体激励器对屋面流场结构和流动状态的影响特征和规律。（3）研究了等离子体激励器对低矮建筑屋面风压和流场的影响规律,具体地分析了低矮建筑竖向平均风压、竖向脉动风压的分布状态,风压的脉动功率谱,以及低矮建筑周围风的速度场、涡量场等物理量在施加激励前后的变化,进而揭示了等离子体激励对屋面风压的控制机理。（4）基于低矮建筑绕流场在等离子体流动控制下的大涡模拟方法,分析了屋面平均风压系数、脉动风压系数随主要影响因素（即等离子体激励器的布置形式、激励频率和激励电压以及来流风向角）改变时的变化规律与特征,并且拟合出了在各影响因素作用下屋面平均、脉动风压系数变化的经验公式,从而为等离子体流动控制方法在低矮建筑物上的应用建立了基础。
纪云[9]（2019）在《喷浆物料长距离管道气力输送特性研究》文中研究指明随着我国煤矿岩巷工程施工技术的飞速发展,掘进光面爆破技术与锚喷支护相结合使巷道一次成型,斜井井筒施工月进尺可达到百米以上。然而,国内煤矿目前采用的喷浆工艺粉尘大、喷浆输送距离短、工作效率低,巷道支护严重制约煤矿的采掘速度。因此,本文提出喷浆物料长距离气力输送方法,采用理论分析、数值计算与试验结果相结合的研究思维,探究长距离管道气力输送喷浆物料的基础理论,为喷浆物料的自动上料、长距离输送提供理论基础与试验依据,同时为井下喷浆物料的输送方式提供了一种新方法,具有重要的社会价值及经济意义。基于牛顿运动定律和欧拉运动定律,在离散元软球模型基础上,建立物料颗粒-颗粒之间的非连续力-位移模型,获得颗粒碰撞过程中颗粒流之间的法向力、切向力及粘性力,获得球形颗粒及非球形颗粒在三维空间中的运动方程;在非解析面CFD-DEM耦合方法基础上,采用Ergun-Wen&Yu理论建立气流-颗粒之间的曳力模型,将空隙率增加到双流体模型连续性方程中,据此获得颗粒多相流的连续性方程;基于颗粒-壁面的碰撞理论及侵蚀磨损方程,指出颗粒流侵蚀磨损形式为切削磨损;通过对流体力学近壁层数处理方式的研究,提出Fluent近壁处理壁面函数法,并提出适用于非解析面CFD-DEM耦合方法近壁处理的NonEquilibrium Wall Function壁面处理方程。根据本研究的气流压力及物料特性,设计一套气力输送喷浆物料自动上料系统。借助正交试验设计方法,研究气流速度、颗粒粒径及给料量对气力输送喷浆物料自动上料系统物料拾取量的影响规律。结果表明,气流速度对物料拾取量影响最大,颗粒粒径和物料给料量影响较小。对于不同粒径的卵石颗粒,小颗粒所需的拾取速度较低,而大颗粒的拾取速度随着颗粒粒径的增大而减小。堆积在管道底部颗粒表面气流速度随着给料量的增加而增大,据此获得喷浆物料拾取量与给料量的函数关系。通过极差分析与方差分析,获得研究因素各水平对拾取量、水平管道压降及压力变送器压力的影响趋势,通过对压力变送器压力信号与物料拾取量归一化处理,获得流场压力信号与喷浆物料拾取量的函数关系。在文丘里管密相气力输送系统中,研究气流速度和含水量对物料输送特性和流场稳定性的影响,提出临界风速。提出流场压力的差异系数,用差异系数衡量流场稳定性并获得最佳气流速度。通过数值模拟与试验相结合,以气流压降及压降差异系数作为衡量指标,获得喷浆物料最佳输送水分含量。研究文丘里管进料口和管内气流流量对压降的影响,获得文丘里给料器和管道中压降在大于临界风速下周期性波动趋势。引入差异系数来描述流场的稳定性,获得临界风速下颗粒多相流流场的不稳定性,并通过对流场压力信号的功率谱密度分析获得气力输送系统各零部件对流场压力信号的影响规律。通过对颗粒拾取速度进行经验分析,根据多项研究成果对本试验所用卵石颗粒开展拾取速度研究。结果表明,气流速度作为拾取速度的函数能够很好地描述所有结果,并且相关性明显,实验关系式通过考虑颗粒直径和气流速度等多种影响参数来描述固体颗粒的拾取速度。对于管径为50 mm的水平气力输送管道,大颗粒表面的气流速度更大,因此有可能出现大颗粒拾取速度更低的情况。对水平管道颗粒拾取过程进行分析,发现存在最佳旋流数,在此旋流数作用下,物料的拾取率最大。通过视觉观察、质量称重、流场压降差异系数分析及流场压降峰均比四种不同方法衡量喷浆物料拾取速度,试验结果表明,视觉观察所获得颗粒拾取速度结果准确性最低,选取颗粒的质量损失率作为拾取速度的衡量指标准确度最高。通过对竖直管内旋流对颗粒流态的预测,对竖直管内轴流和旋流气流气固两相流的流型、压降和床层高度开展试验研究。结果表明,惯性及二次流对弯管处颗粒具有显着影响,竖直管内的颗粒在轴流场从弯管内壁向外壁移动,旋流数对固体质量流率和入口气流速度固定的竖直管内的颗粒流型影响显着。卵石颗粒存在临界粒径,当粒径大于临界粒径时,压降随粒径的增大而增大,颗粒尺寸对颗粒群的透气性和存气性影响较大,竖直管内气固两相流的流型变化较大。旋流有助于降低压降,但较大的旋流数会由于旋流衰减而导致压降增加。采用CFD-DEM四元耦合方法,研究提升角、气流速度和固体质量流率对提升弯管颗粒流型的影响,并借助正交设计方法对仿真方案进行设计,以减少仿真次数。结果表明,由于流体惯性和二次流作用,气流速度对提升弯管内的压降起着至关重要的作用,提升弯管肘部45°处压降比弯管进出口压降更大。通过对提升弯管流型的研究,发现弯管处形成的二次流对管内空隙率和颗粒浓度分布有较大的影响,颗粒在弯管出口附近向下游管道侧壁移动,颗粒浓度相差较大,但并不会影响弯管肘部的最大侵蚀区域。对于提升弯管,颗粒碰撞在横截面上均匀分布,侵蚀磨损区域呈椭圆形分布,且在出口附近弯管的外弯曲处发生碰撞,对应两个严重侵蚀区域。该论文有图115幅,表20个,参考文献198篇。
刘江涛[10]（2019）在《槽式聚光太阳能集热系统风载特性及热力性能研究》文中提出槽式聚光太阳能集热系统在中高温太阳能热利用中占据着主导地位。现有研究主要集中在槽式集热系统光热转换效率方面,对系统中聚光装置风载特性和吸收器热应力研究不多。槽式聚光太阳能集热系统主要建立在室外空旷场所,风况比较复杂,而构成聚光装置的弧形反射镜和支撑结构的钢梁部件,都属于风敏感结构,因此对槽式聚光装置风荷载特性和结构稳定性的研究十分重要。现有的槽式集热系统大量采用直通式真空管作为集热器,真空管具有热损小,效率高的优点,但存在成本高,运输和长期使用易出现破损的情况。针对真空管存在的不足,提出一种基于“黑腔”原理的金属腔体吸收器,该腔体集热效率和真空管相当。对该腔体吸收器的传热特性分析并提出优化方案,在此基础上对腔体吸收器进行热应力的分析研究,为腔体的结构性能优化和安全稳定使用提供依据。本文通过格子Boltzmann方法研究分析槽式聚光镜的风载荷特性,对聚光镜支撑结构进行力学分析研究,提出改进方法。采用有限元分析方法对金属腔体吸收器进行传热特性分析和结构优化,并研究分析热力作用下腔体吸收器受力情况。通过实验和计算仿真方法构建以研究对象槽式聚光镜、腔体吸收器为主要部件的供热系统,用于烟丝干燥,实现了太阳能集热与用热系统之间的合理匹配。主要完成研究工作包括以下内容:（1）分析近地面大气层气流特点,以格子Boltzmann方法为理论依据,建立槽式聚光镜分析模型,设定实际环境存在的52个工况,对槽式聚光镜进行计算,得出聚光镜流场分布规律,并对原因进行分析。获得每个工况下聚光镜的阻力系数、升力系数、扭矩系数,得出当俯视角为0°和方向角为15°时候,有最大阻力系数,其值为1.77032;在俯视角为60°和方向角为15°时,有最大的升力系数,其值为-1.91148。在俯视角为30°和方向角为120°时,有最大的扭转系数,其值为-0.4545。选择俯视角为60°和方向角为0°的工况进行详细分析研究,对风压分布、涡流形态和变化规律进行计算和分析。（2）利用ANSYS软件针对聚光镜支撑结构进行结构力学分析,得出结构的固有模态频率,通过施加固定风荷载,获得聚光镜支架应力和应变变化规律,根据分析结果对聚光镜支架进行优化。进行优化设计后聚光装置第一阶固有频率5.388Hz提高到6.46Hz,避免低阶频率的共振现象发生。通过施加风荷载后计算得出,优化后的支撑结构最大位移由12.9mm减少到8.2mm,提高系统稳定性和聚光效率。（3）利用光学仿真软件,分析腔体吸收器吸热面所接受的能流分布规律,并进行实验研究。建立三种不同结构的腔体吸收器,通过模拟计算获得腔体内部温度场和速度场分布规律,得到传热性能较优的腔体结构。通过模拟计算和实验研究,得出腔体吸收器内工质温度随太阳直辐射强度的变化规律,管内压损与工质温度的变化规律,恒温入口工质在不同流速下温度变化规律。（4）通过理论分析和模拟仿真计算对腔体吸收器的热—应力耦合问题进行研究,得出腔体吸收器热应力和应变的分布规律。研究得到:腔体吸收器在冷却条件下温度梯度分为出入口段、腔体内肋片部分和中间外壁中间区域,冷却过程中高温区域集中在腔体内肋片部分和出入口段,低温区域集中在中间区域外壁部分。出口和入口附近区域产生较大热应变和应力,腔体内部肋片区域热应变和应力明显高于其他区域。随着腔体对流换热系数的增大,最大等效应力呈增大的趋势。在对流系数不超过1000W/（m2?k）范围内,最大等效应力没有超过材料屈服强度,最大形变量在5.8834mm5.6061mm范围内。计算出热应力下的腔体吸收器的前六阶固有模态频率,其中第一阶固有模态频率为90.882Hz。（5）基于本文中所研究的聚光镜、支架结构和腔体吸收器搭建烟丝干燥实验平台,该平台以槽式太阳能聚光集热系统提供热源,利用干燥管实现烟丝快速脱水。对烟丝在高温气流干燥过程中的运动方程和热平衡方程进行了推导,采用模拟仿真方法对影响干燥效果的速度和温度等因素进行了分析,与实验测试数据相符,确定了基于槽式太阳能聚光集热系统的烟丝干燥最佳工况。实验表明:搭建的槽式太阳能聚光集热系统各部分功能匹配,能满足烟丝干燥所需200℃的用热需求。
二、NUMERICAL SOLUTIONS OF REYNOLDS AVERAGED NAVIER-STOKES EQUATIONS FOR 3-D TURBULENT FLOW OVER CONCAVE SURFACES OF DISCHARGING STRUCTURES（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NUMERICAL SOLUTIONS OF REYNOLDS AVERAGED NAVIER-STOKES EQUATIONS FOR 3-D TURBULENT FLOW OVER CONCAVE SURFACES OF DISCHARGING STRUCTURES（论文提纲范文）
（1）荷电粒子在多孔收尘电极电场中的迁移与沉降规律研究（论文提纲范文）
| 主要符号表 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 电除尘器应用与研究现状 |
| 1.1.1 电除尘器应用背景 |
| 1.1.2 电除尘器研究进展 |
| 1.1.3 电除尘器研究方向 |
| 1.2 多孔收尘电极电除尘器 |
| 1.3 电除尘器数值模拟技术研究进展 |
| 1.3.1 研究方法 |
| 1.3.2 电除尘器数值模拟技术研究进展 |
| 1.4 研究目的、内容与技术路线 |
| 2 电除尘器气固两相流数值模拟模型 |
| 2.1 电除尘理论 |
| 2.1.1 电除尘器工作的基本原理 |
| 2.1.2 电除尘器性能影响因素 |
| 2.1.3 理论驱进速度与分级捕集效率 |
| 2.1.4 多孔收尘电极电除尘器提效理论分析 |
| 2.2 控制方程组 |
| 2.2.1 电除尘器多物理场耦合分析 |
| 2.2.2 电场控制方程组 |
| 2.2.3 颗粒荷电控制方程组 |
| 2.2.4 气相控制方程组 |
| 2.2.5 固相控制方程组 |
| 2.3 数值方法 |
| 2.3.1 电场控制方程组数值方法 |
| 2.3.2 颗粒控制方程组数值方法 |
| 2.3.3 气相控制方程组数值方法 |
| 2.3.4 多物理场耦合数值方法 |
| 2.3.5 边界条件 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 数值模拟模型可靠性与准确性验证 |
| 3.1 电场验证 |
| 3.2 电流场验证 |
| 3.3 颗粒场验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多孔收尘电极电除尘器提效机理研究 |
| 4.1 数值模拟试验模型 |
| 4.1.1 几何模型的建立 |
| 4.1.2 数值模型 |
| 4.1.3 数值模型解控参数 |
| 4.2 数值模拟试验结果 |
| 4.2.1 收尘极结构对有效驱进速度影响研究 |
| 4.2.2 收尘极结构对电场性能影响研究 |
| 4.2.3 收尘极结构对粒子荷电影响研究 |
| 4.2.4 收尘极结构对湍流场影响研究 |
| 4.2.5 收尘极结构对粒子迁移与沉降影响研究 |
| 4.2.6 收尘极结构对清灰过程的影响研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 多孔收尘电极电除尘器影响因素研究 |
| 5.1 正交试验 |
| 5.1.1 正交试验简介 |
| 5.1.2 正交试验流程 |
| 5.2 多孔收尘电极电除尘器影响因素研究 |
| 5.2.1 正交试验安排 |
| 5.2.2 正交试验结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在读期间研究成果及参与科研项目 |
（2）非均匀几何边界条件下固井注水泥顶替效率研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 创新点摘要 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 注水泥顶替流动国内外研究现状 |
| 1.3 格子玻尔兹曼的发展与应用 |
| 1.3.1 格子玻尔兹曼的发展 |
| 1.3.2 格子玻尔兹曼的应用 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 偏心环空均匀井壁中钻井液流动与滞留 |
| 2.1 钻井液及水泥浆流变模式 |
| 2.2 偏心环空中赫切尔—巴尔克莱流体的流动 |
| 2.2.1 偏心环空几何条件 |
| 2.2.2 钻井液及水泥浆本构方程 |
| 2.2.3 钻井液轴向层流运动方程 |
| 2.2.4 视粘度函数及速度分布函数 |
| 2.2.5 流量、压力计算公式 |
| 2.3 偏心环空赫切尔—巴尔克莱流体整体滞留模型 |
| 2.4 偏心环空中钻井液局部滞留边界位置的确定 |
| 2.4.1 偏心环空钻井液滞留的分析 |
| 2.4.2 偏心环空钻井液局部滞留分析 |
| 2.4.3 偏心环空注水泥顶替效率计算模型 |
| 2.5 滞留模型的模拟计算与分析 |
| 2.5.1 模拟计算程序开发背景介绍 |
| 2.5.2 模拟程序开发的计算方法 |
| 2.5.3 模拟程序的模块介绍 |
| 2.5.4 整体滞留状况模拟计算与分析 |
| 2.5.5 局部滞留状况模拟计算与分析 |
| 本章小结 |
| 第三章 偏心环空均匀井壁顶替流动的数值模拟 |
| 3.1 雷诺时均控制方程 |
| 3.2 雷诺应力输运方程 |
| 3.3 湍流k-ε两方程模型 |
| 3.3.1 湍动能输运方程 |
| 3.3.2 耗散的运输方程 |
| 3.3.3 模型的高雷诺数形式 |
| 3.3.4 模型的低雷诺数形式 |
| 3.3.5 VOF模型 |
| 3.4 偏心环空顶替效率数值模拟分析 |
| 3.4.1 模型的建立 |
| 3.4.2 顶替速度对顶替效率的影响 |
| 3.4.3 偏心度对顶替效率的影响 |
| 3.4.4 正密度差对顶替效率的影响 |
| 3.4.5 流体的流变参数对顶替效率的影响 |
| 3.4.6 流场压力梯度对顶替效率的影响 |
| 本章小结 |
| 第四章 偏心环空非均匀几何边界井壁注水泥顶替流动模型 |
| 4.1 非均匀几何边界井壁流动的阻力 |
| 4.1.1 沿程阻力损失 |
| 4.1.2 沿程损失与切应力之间的关系 |
| 4.1.3 沿程阻力损失计算 |
| 4.1.4 阻力系数的确定 |
| 4.2 偏心环空非均匀几何边界井壁顶替界面边界位置计算模型 |
| 4.2.1 非均匀几何边界井壁偏心环空钻井液滞留位置分析 |
| 4.2.2 均匀井壁侧顶替界面边界位置计算模型 |
| 4.2.3 非均匀几何边界井壁侧顶替界面边界位置计算模型 |
| 4.2.4 套管侧顶替界面边界位置计算模型 |
| 4.2.5 非均匀几何边界井壁偏心环空注水泥顶替效率计算模型 |
| 4.3 偏心环空非均匀井壁与均匀井壁钻井液滞留厚度及顶替效率影响因素分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 偏心环空非均匀几何边界井壁的注水泥顶替效率模型研究 |
| 5.1 格子玻尔兹曼方法多松弛(MRT)模型 |
| 5.1.1 基本原理 |
| 5.1.2 基本模型 |
| 5.1.3 宏观方程 |
| 5.2 格子玻尔兹曼方法的曲面边界条件 |
| 5.2.1 反弹格式 |
| 5.2.2 虚拟平衡态格式 |
| 5.2.3 插值格式 |
| 5.2.4 非平衡态外推格式 |
| 5.3 非均匀几何边界在格子玻尔兹曼中的实现 |
| 5.3.1 粗糙结构网格划分 |
| 5.3.2 分形方法在LBM中的实现 |
| 5.3.3 表面粗糙结构对管道流动的影响 |
| 5.3.4 分形维数对管道流动的影响 |
| 5.4 偏心环空非均匀几何边界井壁的注水泥顶替数值模拟 |
| 5.4.1 模型建立 |
| 5.4.2 非均匀性对顶替效率的影响 |
| 5.4.3 非均匀几何边界井壁下注入速度对顶替效率的影响 |
| 5.4.4 非均匀几何边界井壁下钻井液与水泥浆的正密度差对顶替效率的影响 |
| 5.4.5 非均匀几何边界井壁下流场的压力梯度对顶替效率的影响 |
| 5.4.6 非均匀几何边界井壁下流体流变参数对顶替效率的影响 |
| 5.4.7 现场模拟计算 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文、科研、专利情况 |
| 致谢 |
（3）气体雾化制粉过程中金属熔体在导流管内的流动与传热机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 雾化技术概述 |
| 1.2.1 引言 |
| 1.2.2 雾化参数探索 |
| 1.2.3 混合雾化技术 |
| 1.2.4 低维度熔体 |
| 1.3 金属3D打印粉末制备技术概述 |
| 1.3.1 引言 |
| 1.3.2 选区激光熔化技术原料粉末要求 |
| 1.3.3 传统气雾化粉末缺陷 |
| 1.3.4 现有工艺改进及新型制备方法 |
| 1.4 研究目的与内容 |
| 1.4.1 研究思路与目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 基础理论与模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 两相流模型 |
| 2.4 凝固—熔化模型 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 导流管参数对导流管内金属熔体流动过程的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基础理论 |
| 3.2.1 管内流动 |
| 3.2.2 导流管参数 |
| 3.3 网格无关性验证 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.4 金属熔体的瞬态发展过程 |
| 3.5 接触角对金属熔体流动过程的影响 |
| 3.6 粗糙度高度对金属熔体流动过程的影响 |
| 3.7 导流管长度对金属熔体流动过程的影响 |
| 3.8 导流管内径对金属熔体流动过程的影响 |
| 3.9 导流管参数对金属熔体轴向速度径向分布的影响 |
| 3.10 小结 |
| 第4章 金属熔体在导流管内的流动阻力与传热 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基础理论 |
| 4.2.1 阻力计算 |
| 4.2.2 近壁区处理 |
| 4.3 模型及参数设置 |
| 4.3.1 边界条件及网格划分 |
| 4.3.2 材料的物性参数 |
| 4.4 流动阻力 |
| 4.4.1 导流管直径对流动阻力的影响 |
| 4.4.2 熔体速度对流动阻力的影响 |
| 4.5 传热过程 |
| 4.5.1 导流管直径对传热过程的影响 |
| 4.5.2 熔体速度对传热过程的影响 |
| 4.5.3 导流管壁面温度对传热过程的影响 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 流体在导流管内流动过程实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 验证装置实验 |
| 5.2.1 基本原理及构成 |
| 5.2.2 实验部分 |
| 5.3 导流管内凝固金属熔体分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于优化导流管设计参数的雾化制粉实验及表征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 雾化实验 |
| 6.3 粉末性能表征 |
| 6.3.1 粉末性能指标及测试原理 |
| 6.3.2 粉末标准化测试结果 |
| 6.3.3 全粉In738LC测试结果 |
| 6.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（4）基于水气两相流理论的高坝泄洪雾化计算研究（论文提纲范文）
| 内容摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 泄洪雾化水气两相流模型与求解 |
| 2.1 水气两相流基本理论 |
| 2.2 泄洪雾化水气两相流模型 |
| 2.3 模型主要参数 |
| 2.4 泄洪雾化模型的有限元求解 |
| 2.5 算例考证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 水气两相流体动力粘滞性研究 |
| 3.1 流体粘滞性测试方法概述 |
| 3.2 两相混合流体动力粘滞性测试方法 |
| 3.3 水气两相流体粘滞性试验测试研究 |
| 3.4 考虑掺混程度影响的粘滞系数模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 泄洪雾化模型验证及其应用研究 |
| 4.1 水布垭电站泄洪雾化概况 |
| 4.2 有限元计算模型及初、边界条件 |
| 4.3 泄洪雾化模型验证研究 |
| 4.4 下泄流量及闸门组合对泄洪雾化影响 |
| 4.5 泄洪雾化水气运移规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 高坝枢纽泄洪雾化影响因素研究 |
| 5.1 计算几何模型及初、边界条件 |
| 5.2 雾化风速及雾化雨强的时空分布 |
| 5.3 河谷宽度对泄洪雾化的影响 |
| 5.4 初始下泄流速对泄洪雾化的影响 |
| 5.5 下游水深对泄洪雾化的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 :攻读博士学位期间发表的部分学术论着 |
（5）风力机翼型环量控制气动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 风能资源及风力机发展 |
| 1.2.2 风力机叶片 |
| 1.3 国内外现状和发展趋势 |
| 1.3.1 翼型绕流研究发展现状 |
| 1.3.2 环量控制技术发展现状 |
| 1.4 本文研究的意义及内容 |
| 2 风洞试验及流场可视化技术介绍 |
| 2.1 风洞发展及结构介绍 |
| 2.2 流场可视化技术介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 数值模拟基本原理与数值解法 |
| 3.1 流动控制方程 |
| 3.1.1 质量守恒方程 |
| 3.1.2 动量守恒方程 |
| 3.1.3 能量守恒方程 |
| 3.2 控制方程离散方法 |
| 3.3 数值模拟湍流模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 二维环量控制翼型数值计算 |
| 4.1 控制方程及网格模型 |
| 4.1.1 控制方程 |
| 4.1.2 计算模型及网格划分 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 流体动力学特性分析 |
| 4.2.2 绕流流场分析 |
| 4.3 结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 三维环量控制翼型绕流流场大涡模拟 |
| 5.1 控制方程及计算模型 |
| 5.1.1 控制方程 |
| 5.1.2 计算模型 |
| 5.1.3 网格无关性验证 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 绕流流场分析 |
| 5.2.2 涡旋强度分析 |
| 5.3 结论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 环量控制吹气翼型风洞气动试验 |
| 6.1 翼型测力试验 |
| 6.1.1 测力试验设备介绍 |
| 6.1.2 升阻力特性分析 |
| 6.2 翼型测压试验 |
| 6.2.1 测压试验设备介绍 |
| 6.2.2 测压试验模型布置方案 |
| 6.2.3 测压试验结果分析 |
| 6.3 结论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（6）基于等离子体热效应的NACA0012翼型增升减阻的数值研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 气动性能和主动流动控制研究 |
| 1.2.1 翼型气动性能研究 |
| 1.2.2 主动流动控制研究 |
| 1.3 等离子体流动控制研究 |
| 1.3.1 国外研究历史与现状 |
| 1.3.2 国内研究历史与现状 |
| 1.4 研究工作 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究方法 |
| 2 等离子体主动流动控制 |
| 2.1 等离子体的产生方式 |
| 2.2 电弧放电主动控制研究 |
| 2.3 电弧模型和流场作用 |
| 2.3.1 电弧模型 |
| 2.3.2 电弧与流场 |
| 2.4 等离子激励物理原理 |
| 2.4.1 等离子体流动控制的物理依据 |
| 2.4.2 等离子激励的控制过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 数值模型和验证 |
| 3.1 湍流模型 |
| 3.2 控制方程 |
| 3.3 计算网格和无关性验证 |
| 3.4 收敛条件和求解指导 |
| 3.5 模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 翼型气动性能数值探究 |
| 4.1 程序计算方法 |
| 4.1.1 计算工具 |
| 4.1.2 MATLAB计算程序 |
| 4.1.3 journal文件和bat文件 |
| 4.1.4 程序计算框图 |
| 4.1.5 流场计算结果 |
| 4.2 马赫数和雷诺数对气动性能的影响 |
| 4.2.1 最大升力系数的影响 |
| 4.2.2 升力线斜率的影响 |
| 4.2.3 最大升阻力比的影响 |
| 4.3 翼型失速曲线和定量描述 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 等离子体增升减阻研究 |
| 5.1 源项文件和激励位置 |
| 5.1.1 能量源项的形式 |
| 5.1.2 激励区域 |
| 5.1.3 能量源项文件内容 |
| 5.2 单激励位置的影响 |
| 5.3 双激励位置的影响 |
| 5.4 增升减阻流动控制方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）托卡马克等离子体中的氘和杂质SMBI模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 磁约束核聚变研究 |
| 1.2 托卡马克边界输运 |
| 1.2.1 实验研究概况 |
| 1.2.2 数值模拟概况 |
| 1.3 中性粒子注入技术 |
| 1.4 论文的主要内容 |
| 2 BOUT++程序 |
| 2.1 原理框架 |
| 2.2 坐标系统 |
| 2.3 微分算符 |
| 2.4 模拟设置 |
| 3 杂质SMBI输运模型 |
| 3.1 输运方程 |
| 3.2 初始条件 |
| 3.3 边界条件 |
| 4 数值模拟结果 |
| 4.1 超声分子束注入密度和宽度对托卡马克装置加料深度的影响 |
| 4.1.1 径向剖面 |
| 4.1.2 极向剖面 |
| 4.1.3 分子、原子和分子分解率时空演化 |
| 4.2 HeSMBI与 H模等离子体的相互作用 |
| 4.2.1 SMB注入中的输运 |
| 4.2.2 SMB注入后的输运 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 数值直线法 |
| 附录 B 原子分子反应 |
| 附录 C 多流体输运方程组的推导 |
| 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
（8）基于等离子体激励的低矮建筑表面风压控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 建筑结构风荷载的流动控制研究现状 |
| 1.2.1 被动流动控制 |
| 1.2.2 主动流动控制 |
| 1.3 等离子体流动控制的研究综述 |
| 1.3.1 国内外研究历史及现状 |
| 1.3.2 SDBD等离子体激励器的诱导流动特性 |
| 1.3.3 SDBD等离子体激励器的研究方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 等离子体激励器对低矮建筑屋面风压影响的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SDBD等离子体激励器 |
| 2.2.1 基本理论 |
| 2.2.2 制作方法与等离子体产生 |
| 2.3 低矮建筑风洞测压试验 |
| 2.3.1 风洞实验室简介 |
| 2.3.2 试验模型 |
| 2.3.3 多级SDBD等离子体激励器布置形式 |
| 2.3.4 测压孔布置情况 |
| 2.3.5 平均风速与湍流强度 |
| 2.3.6 数据处理方法 |
| 2.4 试验结果与分析 |
| 2.4.1 等离子体激励器诱导的壁面射流 |
| 2.4.2 平均风压系数及其变化率 |
| 2.4.3 极小值风压系数及其变化率 |
| 2.4.4 极大值风压系数及其变化率 |
| 2.4.5 各工况之间的比较 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 低矮建筑等离子体流动控制的数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算流体动力学的基本理论 |
| 3.2.1 基本控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 控制方程离散化 |
| 3.3 等离子体流动控制下低矮建筑风场的大涡模拟方法 |
| 3.3.1 控制方程 |
| 3.3.2 等离子体激励器唯象模型 |
| 3.3.3 计算域和网格划分 |
| 3.3.4 边界条件 |
| 3.3.5 求解策略 |
| 3.3.6 数据处理方法 |
| 3.4 模拟结果与分析 |
| 3.4.1 基准情况 |
| 3.4.2 实验与模拟之间风压系数变化率的比较 |
| 3.4.3 流场分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 基于等离子体激励的低矮建筑风压控制机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等离子体激励器对流体的作用机理 |
| 4.3 数值模拟方法 |
| 4.3.1 计算域与边界条件 |
| 4.3.2 风压监测点布置情况 |
| 4.3.3 求解策略 |
| 4.3.4 数据处理方法 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.4.1 无来流时等离子体激励器影响 |
| 4.4.2 有来流时等离子体激励器控制效果 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 基于等离子体激励的低矮建筑风压控制影响因素研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 编程中用到的数学原理 |
| 5.2.1 平面方程 |
| 5.2.2 旋转矩阵 |
| 5.3 数值模拟方法 |
| 5.3.1 计算域与网格划分 |
| 5.3.2 边界条件与求解策略 |
| 5.3.3 数值计算结果的验证 |
| 5.3.4 数据处理方法 |
| 5.4 结果与分析 |
| 5.4.1 激励频率影响 |
| 5.4.2 激励电压影响 |
| 5.4.3 来流风向角影响 |
| 5.4.4 布置形式影响 |
| 5.5 本章小节 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文目录) |
| 附录 B(攻读博士学位期间所参与的科研项目) |
（9）喷浆物料长距离管道气力输送特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 喷浆物料长距离气力输送概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究中存在的问题 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 2 喷浆物料长距离气力输送理论研究 |
| 2.1 物料颗粒碰撞力学特性 |
| 2.2 颗粒多相流控制方程 |
| 2.3 颗粒-壁面接触模型及磨损分析 |
| 2.4 边界和初始条件 |
| 2.5 长距离气力输送流场压降 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 气力输送喷浆物料自动上料特性研究 |
| 3.1 喷浆物料自动上料系统的选择 |
| 3.2 实验物料及装置 |
| 3.3 试验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 文丘里给料器输送特性研究 |
| 4.1 长距离气力输送系统设计 |
| 4.2 喷浆物料最经济风速研究 |
| 4.3 喷浆物料最经济输送压力研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 旋流气流对喷浆物料拾取速度及噎塞速度研究 |
| 5.1 拾取速度与噎塞速度 |
| 5.2 喷浆物料拾取速度研究 |
| 5.3 喷浆物料噎塞速度研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 提升弯管内喷浆物料与壁面互作用研究 |
| 6.1 提升弯管颗粒多相流流型 |
| 6.2 提升弯管管道壁面侵蚀磨损研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）槽式聚光太阳能集热系统风载特性及热力性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能与能源问题 |
| 1.2 国内外槽式聚光太阳能集热系统研究与应用现状 |
| 1.2.1 槽式聚光太阳能集热系统应用现状 |
| 1.2.2 槽式太阳能集热系统风荷载及结构研究 |
| 1.2.3 腔体吸收器结构及传热研究 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 本文的研究思路和任务 |
| 第2章 基于格子Boltzmann方法的聚光镜风荷载数值分析 |
| 2.1 结构风工程研究方法 |
| 2.2 大气边界层风特性 |
| 2.2.1 平均风速 |
| 2.2.2 风速波动 |
| 2.2.3 风荷载的确定 |
| 2.2.4 结构对风荷载的响应 |
| 2.3 格子Boltzmann方法 |
| 2.3.1 LGA格子气自动机 |
| 2.3.2 粒子动力学 |
| 2.3.3 分布函数 |
| 2.3.4 输运方程 |
| 2.3.5 格子排列 |
| 2.4 格子Boltzmann方法的实现 |
| 2.4.1 流场分析模型的建立 |
| 2.5 槽式聚光镜风荷载研究 |
| 2.5.1 不同工况下阻力系数变化情况 |
| 2.5.2 不同工况下升力系数变化情况 |
| 2.5.3 不同工况下扭矩系数变化情况 |
| 2.5.4 不同俯视角对流场分布的影响 |
| 2.5.5 俯仰角为60°风压和涡度分布 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 聚光系统支撑结构力学分析及优化 |
| 3.1 槽式太阳能聚光集热系统支撑结构 |
| 3.2 有限元模态计算理论 |
| 3.2.1 有限元计算理论 |
| 3.2.2 模态分析理论 |
| 3.3 聚光器模态分析 |
| 3.3.1 ANSYS WORKBENCH介绍 |
| 3.3.2 模态分析前处理 |
| 3.3.3 模态分析计算 |
| 3.3.4 典型风况下应力和位移计算分析 |
| 3.3.5 结果分析 |
| 3.4 支架结构优化 |
| 3.4.1 结构总体优化方案的确定 |
| 3.4.2 槽式聚光器支架优化 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 腔体吸收器光热转换分析 |
| 4.1 腔体吸收器结构分析 |
| 4.1.1 腔体吸收器的设计 |
| 4.1.2 腔体吸收器热流密度分布 |
| 4.2 腔体吸收器传热流动模型 |
| 4.2.1 腔体吸收器物理模型 |
| 4.2.2 腔体吸收器传热计算建模 |
| 4.2.3 模型对比验证 |
| 4.3 腔体吸收器传热性能分析 |
| 4.3.1 太阳直辐射的影响 |
| 4.3.2 流体流速的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 腔体吸收器结构传热分析 |
| 5.1 腔体吸收器内工质运动形态 |
| 5.2 腔体吸收器有限元分析 |
| 5.2.1 腔体吸收器流体动力学模型 |
| 5.2.2 腔体内直翅片散热有限元模型 |
| 5.2.3 控制方程的简化 |
| 5.2.4 三种腔体结构计算模型的建立 |
| 5.3 FLUENT数值求解和仿真 |
| 5.3.1 定义边界条件 |
| 5.3.2 瞬时迭代计算 |
| 5.4 腔体吸收器结构性能对比 |
| 5.4.1 实验研究 |
| 5.4.2 改进后的腔体模拟性能对比 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 腔体吸收器热应力耦合分析 |
| 6.1 热弹性力学及热模态基本原理 |
| 6.1.1 腔体吸热壁的热应力 |
| 6.1.2 腔体吸收器的应力-应变关系 |
| 6.1.3 热应力对结构模态影响 |
| 6.1.4 腔体吸收器热力学分析方法 |
| 6.2 腔体吸收器的热应力分析 |
| 6.2.1 腔体吸收器有限元建模 |
| 6.2.2 计算结果分析 |
| 6.3 热应力对腔体吸收器结构模态的影响 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 槽式聚光太阳供热干燥系统研究 |
| 7.1 槽式聚光太阳能供热干燥实验平台 |
| 7.1.1 实验平台的结构与原理 |
| 7.1.2 实验仪器 |
| 7.1.3 烟丝干燥样品 |
| 7.2 气流干燥烟丝模型分析 |
| 7.2.1 模型假设条件 |
| 7.2.2 烟丝运动方程 |
| 7.2.3 烟丝干燥热平衡方程 |
| 7.3 干燥过程仿真与结果分析 |
| 7.3.1 仿真分析 |
| 7.3.2 直辐射下供热系统温度变化 |
| 7.3.3 烟丝在干燥管内不同位置的含水率和温度 |
| 7.3.4 温度对烟丝含水率的影响 |
| 7.3.5 干燥气流速度对烟丝含水率的影响 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 参与科研工作与论文发表情况 |
| 致谢 |
四、NUMERICAL SOLUTIONS OF REYNOLDS AVERAGED NAVIER-STOKES EQUATIONS FOR 3-D TURBULENT FLOW OVER CONCAVE SURFACES OF DISCHARGING STRUCTURES（论文参考文献）
- [1]荷电粒子在多孔收尘电极电场中的迁移与沉降规律研究[D]. 张金龙. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [2]非均匀几何边界条件下固井注水泥顶替效率研究[D]. 王书婷. 东北石油大学, 2020(03)
- [3]气体雾化制粉过程中金属熔体在导流管内的流动与传热机理研究[D]. 刘畅. 哈尔滨工业大学, 2020
- [4]基于水气两相流理论的高坝泄洪雾化计算研究[D]. 刘刚. 三峡大学, 2020(06)
- [5]风力机翼型环量控制气动特性研究[D]. 樊晓羽. 西华大学, 2020
- [6]基于等离子体热效应的NACA0012翼型增升减阻的数值研究[D]. 刘加伟. 合肥工业大学, 2020(02)
- [7]托卡马克等离子体中的氘和杂质SMBI模拟研究[D]. 吴雪科. 西华大学, 2020(01)
- [8]基于等离子体激励的低矮建筑表面风压控制方法研究[D]. 张学文. 湖南大学, 2020
- [9]喷浆物料长距离管道气力输送特性研究[D]. 纪云. 中国矿业大学, 2019(04)
- [10]槽式聚光太阳能集热系统风载特性及热力性能研究[D]. 刘江涛. 云南师范大学, 2019(06)