气液两相流中颗粒运动学建模的研究

汽车尾气处理技术具有难度大、科技含量高、意义重大等特点,本文通过对尾气颗粒进行综合受力分析,建立运动学方程,确定了颗粒运动过程中平衡状态的临界速度表达式.同时,对气液两相流体中液滴的受力变形特点进行深入的研究明确了影响液漓大小的因素并建立了相对应的关联式,对关联式进行定量的分析从而深入认识运动规律,通过数学模型的建立为研究气液分离本质、开发研制新型高效尾气装置提供科学依据.     

低韦伯数下液滴撞击固体表面的动力学行为研究

液滴撞击固体表面现象在喷雾冷却、热喷涂等工业领域广泛存在,研究液滴撞击固体表面的动力学过程及作用机制,对相关工业技术的应用和发展具有重要价值。建立二维轴对称模型,数值模拟低韦伯数下液滴撞击固体表面的动力学过程,并以无量纲参数ξ作为铺展因子,对液滴的变形程度进行表征。通过与实验图像的对比,验证了模型的准确性。通过改变液滴撞击速度和初始直径的大小得到了大范围低韦伯数0液滴变形会受到表面张力的阻碍,导致铺展因子较小,但较小的韦伯数仍可能呈现出较大的铺展因子;随着液滴静态接触角的增大,液滴铺展因子逐渐减小;在具有不同表面润湿性的固体表面上,液滴的动力学行为不同,其中亲水表面更利于在液滴铺展,在疏水表面上,液滴更容易发生反弹。     

铁磁流体液滴下落的数值模拟研究

为更深入了解铁磁流体液滴的流动机制,建立理论模型和二维数值模型,模拟并考察不同大小的两个铁磁流体液滴之间的形态变化以及相互作用。采用耦合了流体体积（VOF）和水平集（Level Set）的界面追踪方法（VOSET）来捕捉两相界面的演化规律,考察初始分离距离、磁场施加角度以及磁场强度这三个因素对两个铁磁流体液滴聚结行为的影响。数值模拟结果表明,初始分离距离存在一个阈值,当初始分离距离大于该阈值时,两个液滴不发生聚结,反之,两个液滴发生聚结;当磁场方向为水平或者45°时,磁场会阻碍两个液滴聚结,而当磁场方向为垂直向上时,磁场会促进两个液滴聚结,并且随着磁场强度的增大,阻碍或促进作用相应增强。     

基于能量消耗分析的乳状液液滴粒径计算关系式

在油水混输管道中,存在着大量粒径大小不一的乳状液液滴,液滴粒径及分布对油水混合液的粘度有重要影响,从而在很大程度上影响管道的压降。因此,研究乳状液液滴粒径的计算关系式对于描述油水两相的流动特性以及准确计算管道压降具有重要意义。针对4种原油,通过油水体系的乳化实验,研究了搅拌转速、温度及含水率对乳状液液滴粒径的影响。研究发现,搅拌转速增大,乳状液液滴粒径减小;温度升高,乳状液液滴粒径增大,并且在低温下增大的趋势较显著;含水率增加,乳状液液滴粒径有减小趋势,但减小的幅度不大;以火用损率来表征剪切过程中的能量消耗,建立了基于剪切火用损率分析的乳状液液滴粒径计算关系式。     

湿气管道内气-液两相液滴夹带模型研究

管道内低液量的存在使得管线具有独特的流动特性,尤其是气体流速较大时,存在着气体夹带液滴,常用的低含液量模型存在一定局限性。分析存在气体夹带液滴的原理,建立合适的低含液量液滴夹带模型,从而建立精度较高的低含液量多相流动计算模型。     

水平润湿性梯度表面上液滴运动数值模拟

本文基于VOF方法模拟了水平浸润性梯度表面上的液滴运动现象,给出了运动过程中液滴的接触线长度、位置、速度、加速度的变化规律,研究了壁面润湿性梯度大小对液滴运动过程的影响。结果表明,当壁面润湿性梯度增加时,接触线长度增幅更明显,在相同时刻液滴位置偏离初始点越大、速度也更大,加速度在浸润性梯度很小时会出现较长时间的负值。     

全球观察

瑞士首只具备触感的仿生手瑞士洛桑联邦高等理工学院西尔维斯特罗·米克拉博士参与发明的这款仿生手不仅可以让患者感觉到手部的触感,而且还可以做出抓取东西的动作。这种仿生手可以通过电极被直接连接到     

基于图像处理测量原油乳状液直径的方法

原油-水乳状液在石油工业中的应用十分广泛,乳状液的稳定性和黏度是乳状液的重要性质,而乳状液液滴的直径是其稳定性和黏度的重要影响因素,因此有必要对液滴直径进行测量。介绍了一种基于计算机图像处理测量乳状液液滴直径的方法。利用光学显微镜摄像、计算机图像采集、图像处理可实现对乳状液液滴直径的测量。这种方法具有高精度,高分辨率等优点。     

丁醇-麻疯树生物柴油混合液滴蒸发特性实验研究

为了提高燃油的蒸发效率,研究混合燃料的蒸发过程与机理,搭建液滴悬挂式蒸发试验装置对丁醇-麻疯树生物柴油混合液滴进行实验,利用高速摄像机记录BUT00,BUT20,BUT40和BUT60 4种丁醇-麻疯树生物柴油混合液滴蒸发过程形态和直径的变化,探究丁醇掺混比例对液滴蒸发特性的影响,并采用MATLAB代码处理液滴图像。针对试验过程中可能产生的误差,进行不确定度分析,验证数据的重复性,消除统计误差。实验结果表明：在环境温度873 K下,麻疯树生物柴油(JME)的液滴寿命为5.989 s/mm²,随着丁醇质量分数的增加,液滴寿命相应减少,BUT00液滴寿命约为BUT60液滴寿命的1.43倍;混合液滴的平均蒸发率K会随着掺醇比例的提高而显著增大,BUT60掺混比例的混合液滴对液滴的蒸发速率促进作用更明显,因此将该掺混比例的燃料应用于内燃机中,可以更好地实现空气-燃料混合,提高内燃机的燃烧效率。研究结果为丁醇-麻疯树生物柴油混合液滴在燃烧装置中的应用提供了数据支撑,对于优化发动机设计具有重要意义。     

高速矩形水舌表面破碎的大涡模拟

矩形水舌表面的初次破碎过程是挑流雾化第一雾源形成的关键过程,故矩形水舌表面的初次破碎机理是一个重要的科学问题.在入口边界使用涡流边界法设置随机点涡阵作为随机扰动条件,采用大涡模拟方法对高速矩形水舌进行数值模拟,并应用VOF-to-DPM模型,实现将连续相的液滴转换成离散相的液滴.研究表明,其破碎分为三个主要过程.上表面...