Experimental and Numerical Visualization of Two-Phase Pipe Flow

来源 :第14届亚洲显示会议(The 14th Asian Symposium on Visualization) | 被引量 : 0次 | 上传用户:honeywell88
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  Liquid and gas fluids flow horizontally through the channel in many industrial processes.Depending on the superficial velocity of each one of the phases,the flow shows various flow regimes.
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本文通过格子玻尔兹曼方法中的Shan-Chen多相流模型对液相中大汽泡“吞掉”小汽泡的奥斯瓦尔德(Ostwald)熟化现象进行了二维数值模拟,研究了在二维情况下汽泡的尺寸分布情况和汽泡平均半径的发展规律。
多相流体流动现象广泛存在于能源、环境、化工等众多领域,如低渗透油藏的开采、温室气体的地下埋存、基于液滴技术的微流控芯片的优化等。由于涉及流体组分复杂界面动力学,密度/粘性界面跳跃、表面张力的建模等因素,多相流体的数值建模与模拟面临了一定挑战。
优化喷嘴结构,改善掺混性能,不仅具有深刻的科学意义,而且对于工业燃烧器、混合器、反应器等设备研发具有重要的指导价值。本文提出在射流出口中心平面上安装柔性薄膜,利用薄膜在气流作用下产生周期性拍打的特性,对射流下游流场进行剧烈扰动,以增强射流与周围流体的掺混。
在很多自然界与工程应用的三维流动中,由于边界尺寸限制或者外力的作用,其中一个维度上的运动被抑制,流动呈现出近似二维流动的特征。例如大气与海洋中的大尺度流动——由于地球半径约为6400 km,而大气层和海洋的厚度仅为10 km左右,这些大尺度上的运动往往可以被看作二维流动。
半模型试验是飞行器研制中常用的一种试验手段。与全模型试验相比,半模型试验具有模型尺度大,试验雷诺数高,无尾支撑干扰等优点。但半模型试验受洞壁边界层干扰影响严重,提高试验质量的关键在于消除或减小边界层干扰影响。
表面张力贮箱是世界上使用最为广泛的卫星推进剂贮箱,它利用表面张力进行液体燃料输送,为推力器提供不夹气的推进剂。其中板式表面张力贮箱作为第二代表面张力贮箱,具有结构简单,加工容易,可靠性高等特点,代表了表面张力贮箱发展的方向,是我国空间推进系统需要重点攻关的核心技术。
当前防除冰方法主要有:加热法、化学法、机械法、黑色涂料及特殊涂料等,其中热除冰是目前常用的防除冰方法,它包括采用循环通道内通热空气的热气防冰方法以及采用在叶片上安装电加热系统的电热除冰技术等[1,2]。
本文基于THINC/QQ((Tangent of Hyperbola INterface Capturing method with Quadratic surface representation and gaussian Quadrature))两相界面捕捉方法,结合实验室自主研发的N-S方程求解器GTEA(General Transport Equation Analyser),研究二维矩形
燃油喷嘴作为航空发动机燃烧室的关键部件,实现空气和燃油的混合,燃油雾化特性的好坏直接决定着燃烧性能和污染物排放特性。压力旋流式喷嘴因其结构简单、雾化性能好、成本低的优势,是目前最为常用的航空发动机燃油喷嘴。
海洋飞沫是空气海洋系统的重要组成成分,根据产生粒径的不同又可分为膜滴(film droplets,射滴(jet droplets)和泡沫液滴(spume droplets)。大量的实验研究表明,海洋飞沫特别是泡沫液滴在海洋与空气间的热量,水汽交换过程中扮演着尤为重要的角色。