纤维悬浮边界层湍流场的研究

来源 :浙江大学航空航天学院 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zxc694134272
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于纤维悬浮流连续介质理论,先计算背景流场,然后用欧拉模型计算纤维粒子,数值模拟了充分发展的二维平板边界层湍流场中纤维粒子的运动。文中对Fokker-Plank方程和悬浮流本构方程进行了分析,详细地讨论了几个重要的流场参数和纤维参数对纤维运动的影响。所得数值模拟结果与相关文献中所给出的实验结果吻合较好。在求解纤维取向分布前,我们先模拟了边界层湍流场,应用单向耦合的欧拉方法来研究这里的固液两相流。由于流场的复杂性,本文用两个不同的方法数值模拟了边界层湍流场,并将它们的结果进行对比,和实验结果比较一致。在得到经过检验的湍流场的各项参数特性后,再数值求解Fokker-Plank方程,从而得到纤维取向分布。我们发现,在边界层湍流场中,纤维取向分布主要集中在偏角为0°到40°的范围内,即偏向于流向方向。长径比是影响纤维取向分布的主要因素,而流场的法向位置y和雷诺数的影响比较小。长径比越大,纤维取向分布越偏向于流动方向。同时我们也发现,二维情况下当长径比小于1时,取向分布理论及计算仍可适用,只要把纤维当成长度和直径互换的新纤维就可以了。在取向分布已经求出来的情况下,我们就可以用悬浮流的本构方程及取向张量的理论来解流场应力及纤维的附加应力了。计算结果表明,在稀悬浮流中,α1122的增加导致附加粘度的增大,但对等效粘度的影响很小。α1112和α1222的差值缩小,意味着由纤维粒子带来的悬浮流场的本构关系的各向异性程度降低。第一法向应力差和剪切应力的各个分布图轮廓基本由流场的剪切率(?)的曲线轮廓决定。相对来说,在边界层湍流中,前者比后者小很多,也可以说是附加应力远小于剪切应力。体积浓度和长径比对附加应力影响较大,对剪切应力影响很小。雷诺数对各个应力分布影响很大,它增加则各应力值减小,悬浮流各向异性程度降低。压力梯度对应力分布有一定影响但不大。通过两种不同的背景流场计算模式可知,应力分布对时均速度或剪切率的变化敏感,但取向分布对这种变化反应不敏感。
其他文献
目前,国内电网以大机组,超高压输电和自动化为主要特征,运行状况非常复杂,发生事故时必须掌握实时信息,才能及时决策处理。变电站作为电网的重要节点,要提供实时的通讯信息作为进行分析的基础。在变电站中,各类自动化及继电保护装置的数据实时传输也是进行事故分析和调度的前提,这就对变电站的通信网络提出了很高的要求。内部的通信中最重要的是使用新的、高性能的通信网络以满足不断增长的技术需求。以太网应用于变电站自动
输电网规划是电力系统规划的重要组成部分,其任务是根据规划期间的电源和负荷增长情况,在现有的电网结构基础上,合理选择扩建线路以满足电力系统安全运行和经济性最优。合理的输电网结构是电力系统安全稳定和经济运行的基础,输电网扩展规划研究是一个重大和迫切的研究课题。本文工作从理论研究和工程应用出发,评述输电网规划的现状,分析电力改革给输电网规划带来的新问题。指出输电网规划在考虑经济性的同时,还应该兼顾规划方
正弦波永磁同步电动机具有高效节能、高功率密度和高功率因数等诸多优点,被广泛应用在工业控制、交通运输和航空航天等领域。以其构成的交流传动控制系统的控制策略主要有矢量控制和直接转矩控制,其中直接转矩控制因具有结构简单、概念明确、响应迅速等优点而成为现代交流传动领域的研究热点。本文研究正弦波永磁同步电动机直接转矩控制系统,针对其转矩脉动问题,提出了改进转矩脉动的控制策略。首先说明了选题背景和目的意义,综
近来,英国广播公司和美国频道共同出资,巴西和英国科学家、潜水人员共同组成一个科考小组深入亚马孙河腹地进行实地考察.在那里,科学家和潜水员潜到亚马孙河下150英尺,并利用
随着电力系统的电压等级不断提高,如何提高绝缘介质的性能成为当今社会研究的热点之一。而变压器油作为变压器中重要的绝缘介质,承担了绝缘和散热的双重作用。因此,研究出具
重力坝坝基建基面的选择对大坝安全和造价至关重要。现行规范要求按单一因素岩体风化分带来选择建基面,在复杂地质条件下规范的这一选择标准显的过于简单。本文围绕坝基岩体结
预制螺旋桩基础是一种复杂几何表面的异形桩基础形式,一般分为连续叶片式钢筋混凝土螺旋桩和分层叶片式钢管混凝土螺旋桩。本文通过数值计算、试验和理论分析相结合的研究方法
本文主要研究气相爆燃在含复杂内构件的变截面管道中的传播现象。主要进行了压力测量和火焰速度测量。本文目的是评估核反应堆冷却系统的安全性,探究爆燃现象的传播机理。由于
随着国民经济的快速发展,电力系统自动化在电力系统超高压、高压、中压、低压各个电压等级中都得到了长足发展。配置灵活、价格低廉、功能完备、抗干扰能力极强的电力自动化远
随着人类将油气资源开采的目光由陆地转向海洋,浮式液化天然气平台(FLNG)成了世界各国竞争的一个新型装备制高点。但其运营过程中储液舱内部存在严重的流体晃荡冲击问题,所以