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浸没管式MBR特性及其膜过程

朱春瓶 , 张春芳 , 白云翔 , 孙余凭 , 顾瑾

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.05.005

从流体力学角度,研究管式MBR膜过滤过程特性.结果表明,单管膜的圆柱形形体特征造成边界层的变化,湍动增强,较一般的平板膜面更有利于抑制膜面污染层的形成;而组件内膜管间的边界层相互干扰效应改变了单管膜的边界层形态,扰动加剧,有效弱化了污染层的形成.管式MBR正三角形错排结构由于其规整的几何形状能获得较好的水力学特性,膜通量最高;等腰三角形错排结构次之,顺排结构表现相对弱些;同时,适当提高曝气强度能增强气液混合流在膜管间的交互作用,显著提高膜通量.

关键词: 管式MBR , 污染层阻力 , 组件结构 , 边界层

来流边界层对三角翼诱导涡特性的影响

李新凯 , 康顺 , 戴丽萍

工程热物理学报

三角翼是涡发生器的主要结构型式,用于涡发生器的三角翼常处于翼面边界层内.本文采用数值求解雷诺平均NS方程的方法,以平板上一个三角翼模型为研究对象,研究不同来流边界层速度型(均匀分布、湍流边界层速度型和层流边界层速度型)和5种边界层厚度条件下,三角翼诱导涡沿流向的最大涡量分布规律及衰减规律.结果表明,湍流边界层下三角翼诱导涡最大涡量值要大于层流边界层,且边界层高度越低,诱导涡最大涡量值越大.

关键词: 边界层 , 三角翼 , 诱导涡 , 涡衰减

双半球粗糙元对湍流边界层的影响

戴瑞 , 韦安阳 , 罗坤 , 樊建人

工程热物理学报

采用直接数值模拟的方法，对湍流边界层内加入两个半球粗糙元的流动进行研究，探索加入粗糙元后流场的边界层厚度、速度场、涡量、压力梯度等统计量规律。发现加入粗糙元后，原来的流场结构受到了粗糙元的破坏，层流受到这种强影响而转化为湍流，边界层的厚度在波动中不断增大。半球粗糙元造成了其表面上边界层的分离，并在后方产生了对流场的作用强烈的强雷诺应力区域。

关键词: 半球粗糙元 , 平板 , 边界层 , 直接数值模拟

基于气动反问题的风力机翼型优化设计

戴韧 , 王宏光 , 杨爱玲 , 陈康民

工程热物理学报

翼型气动优化设计的核心在于快速、准确的流动性能分析与快速、可靠的寻优算法。本文提出通过控制翼型表面预期流动分布，应用气动反问题方法，求解性能优化的翼型气动设计新方法。本文的翼型流动分析是基于位势流动与边界层积分方程的迭代解法。气动参数寻优采用了基于多变量搜索的加速POWELL算法，在确定的参数空间内，遍历搜索最佳性能点，可以保证最终优化解的全局性。气动反问题求解采用了壁面“喷吸气”模型。计算案例表明，本文方法的计算时间少，在流动不分离时具有与RANS同等计算精度，为快速开发低速风力机翼型提供了一个有效的设计方法。

关键词: 风力机 , 边界层 , 反问题 , 气动优化

光学材料结晶化研究

人工晶体学报

本文通过分析光学材料中光谱与温度之间的关系证实了晶体生长过程中的相变团簇模型,认为晶体内部热辐射流是引起固-液界边界层温度场发生传导的可能原因.引入了前结晶的概念,并结合实际中的不同晶体生长方法讨论了包裹体及气泡的抑止机理,通过计算得到了生长理想晶体的最大生长速率并且解释了由于界面层的摆动使得晶体生长过程中产生的微气泡没有被移动的界面层所捕获.

关键词: 光学材料 , 前结晶 , 内部辐射 , 界面 , 边界层

气固两相边界层中拟序结构对壁面磨损的影响

林建忠 , 朱泽飞 , 沈利平

工程热物理学报

本文由计算和实验首次说明在边界层入口处施加扰动能减轻固粒对壁面的磨损, 而且加入扰动的强度越大, 磨损量越小。 该方法比壁面加肋条具有更好的抗磨效果, 且负面作用较小, 结论对工程应用有指导意义。

关键词: 气固两相流 , 边界层 , 磨损 , 拟序结构

粉末润滑界面边界层状态微观形态观察和分析

田明 , 王超 , 杨斌 , 刘焜

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.003

目的 粉末润滑边界层状态预示着润滑条件的优劣.粉末颗粒以其良好的润滑性能和承载能力以及对极端工况的适应性,被广泛应用于诸多领域,因此需对粉末润滑界面的摩擦润滑性能展开深入研究.方法 利用UMT-2多功能摩擦磨损测试仪,结合形状测量激光显微系统对粉末润滑界面边界层的微观形态进行观察和机理分析.重点研究载荷(1、2、4、6 MPa)、速度(2、4、8、16 r/min)、粉末层厚度(1.5、3.5、5.5、7.5μm)以及表面粗糙度(0.389、0.745、1.751、3.112μm)等工况条件对粉末润滑的影响机制.结果较大的接触载荷有利于形成致密的边界层,提高润滑性能.在速度较低时,不利于形成完整、致密的边界层,润滑较差,甚至产生爬行现象,随着速度的增加,润滑效果改善,但过大的速度又会加快粉末耗散.适量的粉末层厚度能够使摩擦界面间形成完整、厚实的边界层,提供良好的润滑能力.粗糙度适当的表面有利于粉末润滑剂存储、边界层的形成以及润滑作用的维持.结论 合理选择接触载荷、速度、粉末层厚度以及试样表面粗糙度有助于提高粉末颗粒的润滑性能.

关键词: 粉末 , 润滑界面 , 边界层 , 爬行 , 摩擦 , 微观形态

边界层效应对定程干涉法声速测量的影响

安保林 , 刘强 , 段远源

工程热物理学报

定程干涉法是精度最高的气相声速测量方法,本文再现了定程干涉法共振频率的导出过程,在此基础上复现了边界层修正式的导出过程。最后以声速数据丰富的Ar为例,分析了边界层对这两种定程干涉法测量的影响规律。结果表明：边界层对定程干涉法声速测量有着显著的影响;边界层的影响随温度升高而增大、随压力升高而降低;适当增加共鸣腔体的几何尺寸有利于减小边界层效应的影响。

关键词: 声速 , 定程干涉法 , 边界层

圆柱声学共鸣腔边界层扰动的二阶修正模型

冯晓娟 , 林鸿 , 张金涛 , 段远源

工程热物理学报

圆柱声学共鸣法是测量Boltzmann常数和研究声学温度计的重要方法.热边界层和黏性边界层是影响圆柱声学共振频率的最主要因素.目前已有的声学一阶微扰理论已不能满足圆柱声学共鸣法精确测量Boltzmann常数的需求(不确定度小于1×10-6).本文建立了基于声学二阶微扰理论的边界层扰动修正模型,计算结果表明,与一阶修正相比,二阶修正不影响圆柱声学腔的共振频率,但对频率半宽产生不可忽略的影响,且随着圆柱腔内的声学共振模式而变化,压力越低影响越大.对于长度80 mm、半径40 mm的圆柱腔,在273.16K、50 kPa,二阶修正对Ar的(2,0,0)频率半宽的影响接近7×10-6.采用二阶修正模型,更符合真实物理规律,满足精确测量的需求.

关键词: 圆柱声学共鸣腔 , 边界层 , 二阶修正