宁涛
,
郭富德
,
陈斌
工程热物理学报
本文在纯水混合层流动实验的基础上,使用PIV对添加高分子聚合物形成的粘弹性混合层流动进行实验研究,聚合物浓度为200 mg/kg.混合层高低侧速比为4:1,速度差0.25～1.25 m/s.研究发现在纯水及粘弹性流体中均存在有明显的涡结构,添加聚合物后流场中的涡结构尺度变大,涡核也较清晰.雷诺应力则随着速度差的增大而减小,涡量随速度差的增大而增大.同纯水混合层比较,添加聚合物后的雷诺应力与涡量的峰值区域都比纯水的更宽,作用范围更大.
关键词:
粘弹性流体
,
混合层
,
湍流
,
PIV
张会强
,
王赫阳
,
王希麟
,
郭印诚
,
林文漪
工程热物理学报
本文采用离散涡方法对平板混合层流动进行了数值模拟，得到了与实验完全定量符合的速度场。再用单向耦合方法模拟了混合层流场中颗粒的运动。分析了混合层流动中大尺度涡结构及Stokes数对颗粒扩散的影响。与前人工作中所采用的每个时间步一个颗粒在固定的位置进入计算域的方法不同，本文中每个时间步有多个颗粒在入口处以随机的横向位置进入计算域。因此，在不需增加太多计算量的基础上，计算域中可以包含足够多的颗粒以获得较精确的统计结果。采用本文方法得到的颗粒速度场与实验结果定量符合得很好。
关键词:
两相流
,
混合层
,
离散涡方法
,
Stokes数
宁涛
,
郭富德
,
陈斌
工程热物理学报
本文对注入气泡的黏弹性流体气液两相泡状流混合层流动进行实验研究,含气率为0.5%.与纯水气液两相流相似,气泡的注入也会削弱黏弹性流体中的涡结构,影响大涡的卷起.雷诺应力与涡量的分布规律类似,其峰值集中在混合层中心区域.注入气泡使混合层中心区域内的雷诺应力增大,峰值区域范围减小,添加聚合物的混合层中的雷诺应力峰值增大得更多.对涡量而言,注入气泡使峰值产生非常明显的减小,黏弹性流体的涡量所受的影响比纯水的要小.
关键词:
黏弹性流体
,
泡状流
,
混合层
,
PIV
林建忠
,
游振江
,
石兴
工程热物理学报
本文在直接数值模拟混合层流场的基础上,求解柱状粒子运动方程而得到粒子运动轨迹,说明粒子在混合层中的不同区域,其运动轨迹也不同,有的呈现波状轨迹,有的呈现环状轨迹,有的是混合轨迹.粒子的混合程度与St数有关.文中结论对工程应用有指导意义.
关键词:
混合层
,
柱状粒子
,
轨迹
,
计算
林建忠
,
石兴
工程热物理学报
采用双向耦合模型对有涡配对的二维气固两相混合层数值模拟,在考虑颗粒对流场反作用基础上进一步对颗粒间通过流体的相互作用进行分析.流场用拟谱方法求解,颗粒用颗粒轨道模型跟踪.结果发现,流场中大涡卷起和配对仍居主导地位;颗粒St数为O(0.1)～O(1)时,颗粒减弱了流场雷诺应力强度,加快涡量扩散;St数为O(1)时,颗粒分布极不均匀,主要集中在涡的边缘.
关键词:
气固两相流
,
混合层
,
双向耦合
,
数值模拟
郭富德
,
陈斌
,
王智伟
,
郭烈锦
,
张西民
工程热物理学报
本文使用PIV术对低高速侧速比为0.25、0.33和0.5时竖直通道内的混合层流动进行实验研究,基于速度差和通道水力直径的雷诺数范围15840～132000.研究发现混合层内湍流参数的分布不仅和雷诺数有关,还和速比有关.混合层内同一横截面上平均雷诺应力的最大值随雷诺数的增大而增大,而在同一横截面上相同雷诺数时雷诺应力的最大值则随速比的增大而减小.在同一横截面上平均涡量随雷诺数的增大而增大,雷诺数相同时平均涡量的最大值随速比的增大而增大.无量纲平均涡量的最大值随混合层的发展按指数规律衰减,速比越大衰减速度越快.
关键词:
混合层
,
速比
,
雷诺应力
,
涡量
郭富德
,
陈斌
,
王智伟
,
郭烈锦
,
张西民
工程热物理学报
本文使用PIV对在坚直通道内放置一个特殊设计的隔板所形成的湍流混合层流动进行测量,高低侧速比为4:1,基于两股流体速度差和管道水力半径的Re数范围4400～158400.发现混合层中大涡拟序结构的尺度随雷诺数的增加而增大,而后又随雷诺数的继续增大而减小,气泡的加入会延缓或阻碍大涡拟序结构的发展.对雷诺应力、湍流强度、涡量、旋涡强度在混合层流场内随雷诺数的变化和分布规律进行分析,发现混合层内雷诺应力、湍流强度、涡量及旋涡强度均集中分布在隔板下游一个较窄的锥形区域内,雷诺应力和湍流强度随雷诺数的增大先增人后减小,随离开隔板距离的增大而减小.涡量及旋涡强度随雷诺数的增大而增加,随离开隔板距离的增大而减小.
关键词:
混合层
,
PIV
,
湍流
周欣
,
王赫阳
,
王希麟
,
张会强
,
郭印诚
,
林文漪
工程热物理学报
本文采用流动显示的方法对平板混合层中上下层流体速度比对固体颗粒在混合层中沉降的影响进行了研究。实验中分别采用粒径小于40 μm，粒径98～104μm，粒径154～160μm的玻璃微珠以及环氧树脂作为固相颗粒，对这些颗粒在速度比分别为1:1.2、1:2和1:2.8的液相混合层中的运动进行了显示。结果表明混合层中大涡结构对固体颗粒的沉降具有迟滞作用，其作用程度取决于混合层中上下层流体速度比。速度比越大，颗粒的沉降越慢
关键词:
混合层
,
液固两相流
,
流动显示
