一、CHARACTERISTIC QUANTITIES OF BUOYANY JET IN STRATIFIED AMBIENTS（论文文献综述）
石磊[1]（2021）在《风力机叶片表面结冰相似性及粘结特性研究》文中研究说明风能作为重要的可再生能源之一,具有储量大和绿色无污染的特点,被广泛地应用于风力发电领域,为我国实现碳达峰、碳中和及改善全球气候环境起着重要的推动作用。然而,当风力机在寒冷和潮湿环境条件下工作时,叶片表面会产生结冰现象,导致叶片气动外形变化、气动性能恶化、风能利用率降低、发电效率下降。此外,叶片表面结冰会导致其重量增加,破坏风轮动平衡,增加传动系统负载,缩短风力机使用寿命,对风力机的安全稳定运行造成严重影响。因此,开展风力机叶片结冰特性研究具有重要的科学意义和工程应用价值。当前,风力机叶片结冰研究方法主要包括理论分析、数值模拟和风洞试验等。然而,风力机叶片尺度大,且工作在野外,气候条件复杂,采用理论分析与数值模拟研究的难度较大,通过结冰风洞试验探索结冰规律是当前的重要手段。限于风洞尺寸,试验结果是否符合实际风力机工作情况,需要满足一定的相似性,国内外目前对此还没有开展深入研究。另外,研究结冰特性是防除冰技术的重要因素,粘结力是描述结冰界面粘结特性的重要指标。然而,当前对结冰粘结特性的研究还不深入,尤其是对动态结冰的表面粘结力研究得较少。为此,本文主要针对风力机叶片结冰相似性和结冰粘结特性开展风洞试验研究,同时结合理论分析与数值模拟,为风力机叶片结冰特性和防除冰技术研究提供理论与试验依据。本文开展的主要研究工作与结果如下:（1）在飞机翼型结冰相似准则的基础上,结合风力机的工作特点和翼型叶片结冰理论,考虑旋转离心力对结冰特性的影响,增加了旋转动力学相似参数,提出了针对旋转风力机叶片的结冰相似性研究方法。基于该方法,确定了在静止和旋转状态下风力机叶片结冰相似参数的选取原则,包括修正惯性参数、冻结比例系数、聚集因子、相对热因子、空气能量传递势、水滴能量传递势、基于水膜厚度的韦伯数和离心拉应力。在此基础上,为了定量分析风力机叶片结冰冰形相似性,选取了无因次结冰驻点厚度、无因次结冰面积、无因次结冰上极限和无因次结冰下极限等参数作为评价参数。（2）为开展风力机叶片结冰相似性和粘结特性的研究,研制了一套小型回流式低速结冰风洞试验系统。风洞由回流气道、制冷系统和喷雾系统三部分组成。其中,回流气道试验段的截面尺寸为250 mm×200 mm,可以拓展为变截面结构,用于开展风力机叶片段旋转结冰相似性和粘结特性的研究。测量了风洞试验段工作参数及其分布,包括风速、温度、液态水含量（LWC）和水滴粒子直径（MVD）。结果如下:试验段风速为1 m/s～20 m/s,温度为-20℃～0℃,液态水含量（LWC）为0.1 g/m3～5 g/m3,水滴粒子直径（MVD）为20μm～100μm,上述参数满足试验要求。为验证风洞的结冰性能,分别开展了圆柱、对称翼型叶片段（NACA0018）和非对称翼型叶片段（S809）在静止和低速旋转状态下的结冰试验,并与FENSAP结冰软件的数值模拟计算结果进行对比分析。试验结果表明,在静止和低速旋转状态下,三种结冰体表面的霜冰冰形与数值模拟计算结果的重合度最高,明冰的重合度最低;在不同模型条件下,圆柱表面的结冰冰形重合度最高,非对称翼型（S809）叶片段的重合度最低。在霜冰条件下,冰形的最大重合度为90.1%,最小重合度为80.9%。变截面试验段对结冰冰形的影响作用较小,可利用该方法拓展结冰风洞的试验能力。（3）开展了圆柱和风力机叶片（采用对称翼型NACA0018）的结冰相似性试验。选取了3种直径圆柱（缩比因子为1.5和2）和5种弦长叶片段（缩比因子为0.5、0.75、1.25和1.5）,试验研究了在明冰、混合冰和霜冰条件下各试样的静止和旋转结冰冰形,定量分析了每种结冰条件下缩比模型的典型特征量,包括结冰面积、无因次结冰面积、结冰厚度、无因次结冰厚度、结冰上下极限和无因次结冰上下极限。研究结果表明,在静止结冰条件下,当模型缩比因子在0.5～2范围内时,圆柱结冰冰形的相似度为80.1%～96.4%,对称翼型叶片段的结冰冰形相似度为62.4%～93.6%;在旋转结冰条件下,当模型缩比因子在0.75～2范围内时,旋转圆柱结冰冰形的相似度为76.8%～83.2%,旋转翼型结冰冰形的相似度为78.9%～92.7%。在上述缩比范围内,圆柱和叶片的结冰冰形相似度较高。（4）在相似性试验研究基础上,利用数值模拟的方法研究了某1.5 MW水平轴风力机叶片的结冰相似性,计算了缩比因子分别为0.2和0.5的叶片模型在尖端处的结冰冰形。当缩比因子在0.2～1的范围内时,冰形重合度较高,三维结冰冰形的轮廓变化趋势一致。（5）为了研究大型风力机叶片表面结冰粘结特性和防除冰技术,开展了圆柱和方块表面结冰粘结特性试验研究。采用剪切法和离心法,测试分析了在有、无疏水涂层条件下试样表面的静态和动态结冰的粘结力。结果表明,环境温度和表面涂层疏水性是影响静态和动态结冰粘结强度的重要因素,温度升高及涂层疏水性的提高会降低结冰与叶片表面间的粘结强度。在无涂层条件下,动态结冰的粘结力小于静态结冰粘结力。对于静态结冰,疏水涂层和温度对冰层粘结强度影响显着,当温度升高时,冰层粘结强度显着降低;当试样表面有疏水涂层时,冰层粘结强度随涂层疏水能力的增加显着降低。对于动态结冰,疏水涂层对冰层粘结强度的影响则较弱。
王路遥[2]（2021）在《通气空腔两相流动及其减阻增稳效应研究》文中进行了进一步梳理船舶装备的节能、增速和增稳问题是船舶运输领域重要的研究课题,以船底通气流动控制为手段的减阻增稳技术是提升运载体性能与能耗指标的重要途径之一。其中,由主动通气形成一定尺度的通气空腔能显着影响近壁面边界层流体的流动特征,可有效降低船舶运输装备的摩擦阻力,并提升运载体整体的纵向动稳性,在高性能船舶方向具有重要的应用价值。本文面向高速船舶的通气流动控制增效增稳需求,基于两相流数值模拟、水洞通气平板实验和静水拖曳水池通气船模实验,探索通气空腔流动、减阻及船体动稳定性问题,以期探究通气空腔两相流的流动机理问题,为工程应用提供理论支撑。本文的主要工作包括以下几个方面:1.面向水洞实验和静水拖曳实验,搭建了包含阻力测量、两相流动可视化等功能的平板实验机构和通气船模实验装置,建立了通气平板和拖曳船模两相流数值计算模型。2.针对通气空腔流的边界层特征及减阻机理问题,研究发现可以将中高弗鲁德数来流下形成的空腔划分为三个具有明显流动差异的区域,即连续空腔区,过渡空腔区和混流空腔区。这三个空腔区在流向的流动状态、密度、粘度和壁面剪应力上表现出显着的区域化差异。在此基础上,建立了阻力降低同空腔边界层特征值之间的量化关系,并构建了半经验预测模型,能较好地预测流动方向连续空腔和混流空腔区的壁面剪切应力值。3.针对通气空腔流的两相流动问题,梳理了在水洞实验中出现的三种稳定几何形态的空腔和水池实验发现的七种不同流动模式的空腔结构,分析了通气空腔的生成演化特征、形态（拓扑）分布及其转变机理,研究了空腔闭合脱落规律。探究了气体射流动量和气液相之间的压差力在影响空腔形态上的主导性问题。4.针对通气空腔流的减阻增稳问题,建立了包含附加能耗的净节省功率估算方程,得到了净节省功率关于弗鲁德数的关系曲线,研究得到的船模最大减阻率范围为10%-30%。发现了通气空腔对船模高速纵向失稳（海豚运动失稳）的抑制作用,并揭示了中/高弗鲁德数下空腔增稳效应的作用机制,即纵倾值的降低致使的船体排水体积的增加直接导致了海豚运动失稳现象的消失。本文在现有通气减阻理论和应用研究成果的基础上,研究通气空腔流的两相流动机理,研究发现了空腔流型的转变机制、空腔边界层区域化的流动特征以及空腔对海豚运动失稳现象的抑制作用,阐明了通气空腔流的减阻增稳机理,成果可为高性能水面运输装备的减阻、提速、增稳设计即工程应用提供支撑。
贾璐[3]（2021）在《氨制冷机房储罐泄漏扩散规律研究》文中研究指明伴随着我国经济实力的迅速提高,国民生产生活水平飞速进步,化工和食品行业也飞速发展,成为热门行业。大多数化工食品企业厂房内采用氨制冷系统,相应设置氨储罐,在经过长时间运作或操作不当的情况下极易发生储罐泄漏的事故,对作业人员的安全健康以及企业的财产造成一定损失。目前国内外有许多学者在气体的泄漏扩散方面进行了大量的实验与研究工作,主要方向为数值模拟以及对氨泄漏事故的预防及应急措施的研究。本文针对制冷机房内氨储罐区中储罐的氨泄露事故,基于FLUENT软件建立储罐区氨气泄漏扩散模型,研究不同泄漏口位置、不同环境风速以及泄露口流量对氨气泄漏气云空间位置和浓度分布的规律,主要工作和结论如下:整理了近年来我国所发生氨泄漏事件、国内外对氨制冷系统安全防护问题现状、气体泄漏扩散规律研究现状、氨制冷机房发生泄漏的原因及危害,通过对当前国内外学者对气体泄放过程的实验与模拟研究,选取本文所研究的具体变量;建立氨扩散模型、数值模拟所需条件,对制冷机房内氨储罐泄漏扩散数值计算。通过选取不同的泄漏位置设置储罐的泄漏口,设定不同工况模拟氨气扩散情况,对模拟结果分析,得到以下结论:1、当泄漏位置处于储罐顶部时,在同一泄漏位置、同一泄漏流量下,随着环境风速的加大,高浓度阀值的氨气气云被吹向更远的范围;在同一泄漏位置、同一环境风速下,在近罐区位置随着泄漏流量的增加高浓度氨气气云的面积先增大后减小,在远罐区位置氨气气云面积以及浓度均随泄漏流量增大而减小。2、当泄漏位置处于储罐底部时,在同一泄漏位置、同一泄漏流量下,泄漏口沿X正方向各位置的氨气浓度随着环境风速的加大,空气的输送作用加强,氨气气云浓度及面积均呈现降低、减小的变化趋势;在同一泄漏位置、同一环境风速下,泄漏口底部位置由于处于上风向处,其所在平面的氨气气云的扩散相对较为良好,而在泄漏口向右的下风向处,如果增大泄漏流量不改变环境风速大小,对泄漏氨气的扩散影响较小。3、当泄漏口位于储罐侧边时,泄漏口与风向同侧或异侧时,在同一泄漏位置、同一泄漏流量下,当风速越大,空气的外力作用越强,下风向上氨气气云的扩散距离越远,在空气中的稀释程度越大,超出安全阀值浓度的氨气气云聚集程度越小;在同一泄漏口位置、同一环境风速下,从侧面看氨气气云呈圆形,随着泄漏流量越大时,氨气气云积聚面积越大,不易扩散。基于数值模拟计算的结果,根据不同氨浓度对人体安全健康影响为标准,在保证氨制冷机房内的要求空气品质、温湿度的前提下,应当在机房上方屋顶、四周墙壁设置多个自然通风口,设置至少两台事故排风机,一台作为制冷系统正常运作时的日常排风工作,另一台（或其余几台）作为发生泄漏事故后备用风机。在适当的位置安装氨泄漏事故报警仪以及建立合理的储罐区的防护体系。
郝亚烨[4]（2021）在《建筑室内热羽流与太阳能烟囱效应耦合作用的性能研究》文中认为随着建筑能耗占终端能耗比例的不断增加,以及人们节能意识的提高,利用可再生能源来降低建筑通风能耗已成为国内外建筑节能研究的热点。建筑太阳能烟囱通过吸热材料吸收太阳辐射,加热其通道内空气,在热浮力的作用下驱动空气流动,是一种有效的利用可再生能源实现建筑自然通风的技术。目前对于建筑太阳能烟囱的研究主要集中于结构参数和环境参数对其通风性能的影响,而针对太阳能烟囱效应与室内热源热羽流相互耦合作用的研究鲜有报道。然而,实际情况中建筑内部往往存在有发热热源,室内高温热源由于对流及辐射对室内气流组织及通风具有较大影响。鉴于此,本文建立太阳能烟囱与建筑内热羽流共同作用的多物理场耦合的三维数理模型,通过三维数值模拟研究太阳辐射强度I、内热源热流密度W、内热源距地高度Z、内热源表面发射率ε以及双进风口烟囱上下进风口间距S等因素对太阳能烟囱通风性能的影响;获得耦合作用下的室内局部流场、温度场和压力场分布特性;给出太阳能烟囱通风量Q与太阳辐射强度I、内热源表面热流密度W的耦合作用关联式;揭示太阳能烟囱效应与室内热源热羽流耦合机理。主要如下:（1）在本文研究范围内,内热源热流密度和太阳辐射强度均对太阳能烟囱的通风性能起到增益效果,且二者相互促进。随着太阳辐射强度的增大,烟囱通风量逐渐增大,最大增幅为22.3%,但其增大幅度会随着内热源热流密度和距地高度的增大而减小。（2）随着内热源热流密度的增大,烟囱通风量在不同太阳辐射强度下均会增大,最大增幅为23.3%。当太阳辐射强度较小时,内热源热流密度的变化对烟囱通风量的影响更大,且随着内热源距地高度的增加,内热源热流密度对烟囱通风量的增益效果愈加明显。（3）太阳能烟囱通风量随着内热源距地高度和内热源表面发射率的增大而逐渐增大,但影响程度不及太阳辐射强度和内热源热流密度。太阳辐射强度一定的情况下,内热源表面热流密度越强,内热源表面发射率ε对通风量的增益效果越明显。（4）双进风口太阳能烟囱通风量会随着烟囱上下进风口间距的增大逐渐增大。当烟囱上下进风口间距S为1100mm时,烟囱通道内部空气在临近倾斜段烟囱入口处气流运动方向发生改变,部分气流与烟囱上侧进风口出流空气发生扰动,致使烟囱上侧进风口进入烟囱通道的空气流量大幅减少,烟囱出口的总流量、出口风速下降。（5）太阳能烟囱出口风速与太阳辐射强度I、内热源热流密度W、内热源距地高度Z、内热源表面发射率ε以及烟囱上下进风口间距S等因素均呈正相关。
李琼[5]（2021）在《负浮力射流流动行为及其在热分层水箱中的掺混特性研究》文中研究说明负浮力射流是广泛存在于自然界和工程应用中的流体流动现象。在能源利用领域,夹套换热储热水箱作为太阳能阳台壁挂系统的主要部件,被广泛应用于中国北部地区,但其运行过程中,包含着目前尚未充分理解的负浮力射流流动和传热传质过程,成为制约其热性能提升的重要问题。本文从负浮力射流的流动行为的基本特征出发,采用粒子图像测速（Particle Image Velocimetry,PIV）技术、直接数值模拟技术、实验手段相结合的方法研究了负浮力射流在均匀和分层环境流体中的运动规律,以及其对热分层水箱中热水稀释和温跃层的影响,揭示了负浮力射流流动行为规律和卷吸特性,具体研究内容与结果如下:1.分析了基于卷吸特性的负浮力射流模型,阐明了分层储热水箱中热量与能量传递的瞬态发展的三种机制,讨论了温度分层储热水箱中的卷吸特征。2.采用PIV实验手段,对均匀环境流体中负浮力射流的流动行为进行了测试与分析。实验中,控制参数弗劳德数Fr和雷诺数Re处于0.5≤Fr≤10,50≤Re≤820的范围,结果表明:（1）轴向雷诺应力是产生卷吸和掺混的主要机制;卷吸率α随着Fr的增加而增加;随着垂向高度增加,卷吸率α逐渐增大,进一步表明卷吸程度的加强;当Re足够大时,射流流动中的非对称程度和无规则湍流强度增加。（2）剪切应力、旋涡动力学特征、速度场等对卷吸现象均有直接的联系和影响,通过分析它们的时空演变和量化分布,可以从多个不同的角度探究卷吸现象的内在规律和程度强弱。（3）通过基于时间序列的本征正交分解POD的方法,对圆形负浮力射流入射截面速度场、涡量场、剪切力进行了分析,讨论了射流初始阶段、稳定发展阶段能量分布特征,及不同大尺度涡结构对卷吸的影响和变化规律。3.采用PIV实验手段,对线形分层环境流体中的负浮力射流的流动行为进行了测试与分析。实验中,控制参数在1≤Fr≤14,62≤Re≤579,0.001≤Sp≤0.005的范围内,分析了负浮力射流在线性分层环境流体中的瞬时流动行为特征,并和在均匀环境流体中的特征进行了比较。结果表明:（1）改进的“双缸法”能够很好的实现环境流体密度的线性分层。（2）和在均匀环境流体中的负浮力射流流动行为相比,线形分层（分层度为Sp）起到抑制和减弱的作用,使得射流的最大高度和整体宽度都大大减少,极大地改变了负浮力射流流动的卷吸和掺混特征。（3）当分层度较弱、射流与环境流体的起始密度相差较小、而入射的射流又较强时,分层环境流体中的负浮力射流会表现出中性浮力流动特征。4.利用直接数值模拟和实验测试的方法,研究了容量为100L的家用阳台壁挂式夹套换热太阳能储热水箱在三种不同运行模式（蓄热模式、排水模式、同时蓄热/排水模式）时,水箱中负浮力射流的瞬时流动行为及其对热分层特征的影响效果。通过对207≦Rei≦1090的工况进行分析,结果表明:（1）在三种模式下,由于入口负浮力射流影响,水箱内都会形成低温区、温跃层和高温区。温跃层内的温度为线性分布,且平均温度梯度不受Rei数的影响;温跃层厚度Z*th随时间、排水量的影响而发生变化。（2）排水模式时,当t*≧0.4时段,Rei<1090的工况均表现出负浮力射流的流动特特征,其在密度分层界面的运动行为与PIV实验观察结果一致。局部Rie更能直观评估水箱内部分层性能,冷水负浮力射流在热分层水层中的卷吸和混合现象的程度随Rei数的增大而增强。进入水箱的负浮力射流最大上升高度受温跃层位置和厚度的影响,其掺混主要位于温跃层下部与射流冠顶区域。（3）同时蓄热/排水模式时,在无量纲时间0.4≦t*≦0.8阶段,温跃层厚度Z*th一直保持在稳定的状态,可延长热水使用时间。理查森Ri数一直低于排水模式,体现了浮力作用下的掺混增强,可优化水箱结构参数,提升放热水平。（4）在直通式入水导流管上以孔小、量多的方式进行开孔,将垂直负浮力射流变为多个横流,实现散流器功能,能减少水箱掺混,较大程度提升热水输出率,取出更多热水。
胡培培[6]（2021）在《超音速火焰喷涂WC-Ni粒子近试样表面飞行行为数值模拟》文中指出超音速火焰喷涂制备的WC-Ni硬质合金涂层综合性能优异,被广泛应用于汽车行业、航空航天等领域。涂层的特性很大程度由喷涂粒子的速度、温度决定,而粒子的速度、温度取决于喷涂工艺参数。本文旨在通过数值分析手段对实际工况下超音速火焰喷涂不同形状试样的过程建立可视化分析,为后续实验提供理论指导。本文以CFD软件Fluent为计算平台对以WC-12Ni为喷涂粉末的Woka-610-Si型号喷枪建立三维模型,选用RNG k-ε湍流模型、涡耗散（Eddy-Dissipation）模型对特定燃油比条件下的喷枪内外气固两相流场进行了模拟,得到了无喷涂试样条件下焰流的分布及粒子飞行行为,并与粒子测温测速的实验结果做对比来验证模型的准确性;分析不同形状的试样对焰流分布的影响及对应的粒子飞行行为。研究结果表明:（1）自由喷射的焰流速度、温度在径向上呈高斯分布,即焰心数值高,向外围逐渐降低。燃烧室温度最高可达3357℃,压强可达5.7 atm,喷枪出口的速度峰值为2851m/s。在实际喷涂距离350 mm处,焰心速度达650 m/s,焰心温度达1050℃。（2）自由喷射条件下加入粒子,小粒径粒子更易处于焰流外围且粒子速度、温度比内焰粒子的速度、温度高,且数值波动更大;粒径越大,粒子轴向速度、温度越低,衰减速率越小,较适合的粒径范围在15～30μm之间。在喷枪出口200～400 mm距离内,粒子的速度、温度随距离增大先上升后减小,速度分别为900 m/s、901 m/s、903 m/s、892 m/s和847 m/s,与实验结果的误差分别为0.77%、1.58%、1.46%、0.78%和8.87%;温度分别为1903℃、1922℃、1907℃、1852℃和1756℃,与实验的误差分别为2.96%、0.26%、3.25%、0.82%和3.20%。表明模拟结果与粒子测温测速实验吻合较好。（3）90°喷涂平面试样条件下,焰流在平稳射流阶段的速度、温度值相比无试样条件更低,且在临近试样表面1 mm处不再遵循高斯分布。焰流速度在距离喷枪出口328mm处开始快速衰减,在到达试样表面时,速度降至43 m/s;临近试样表面1 mm处出现“棱边效应”:焰流速度最大值在试样条边缘处,为450 m/s,最小值在中心处为14 m/s;焰流温度最大值在喷涂中心处,为1100℃,在边缘处发生陡降的趋势,温度从963℃骤降为850℃。加入粒子后,在混合粒径条件下,16～25μm粒径的粒子相对更加集中于焰流中心,轨迹偏离更小,随着距离增大,高温、高速粒子占比减小,粒子间的速度、温度差异减小;单一粒径条件下,粒径越小,粒子分布越均匀但散布程度也更大,较合适的粒径范围为20～30μm。（4）90°喷涂圆柱试样条件下,焰流经过柱面时产生绕流,在正对喷涂的表面中心处产生一处低速区,在柱面两侧产生高速区。加入粒子后,沉积中心区域的粒子粒径集中在25～35μm间,10～15μm的小粒子以及部分30～35μm的大粒子分散在外围,并且,中心区域的沉积粒子速度低、温度高。（5）45°斜入射喷涂内孔试样条件下,内孔中存在两处低速区:被喷涂一侧的入口处和未被喷涂的一侧内壁。孔径越大,低速区占比越大,孔径越小,内孔焰流速度越高。大孔径内孔会存在低温区,因此孔内温度下降比小孔径要快。喷涂距离越小,内孔中的焰流速度越大,焰流温度越高。加入粒子后,大粒径粒子整体分布在沉积区域的外围而小粒径粒子分布在区域中心以及内孔深处。喷涂距离增加,粒子沉积所覆盖的面积增大,粒子间距增大,粒子速度减小,粒子整体温度差异减小;大孔径内孔的粒子沉积速度和温度低于小孔径上的数值,且大孔径内孔的粒子沉积区域较小孔径内孔的更加集中。
王志宇[7]（2021）在《极地船舶积冰计算及瘫船稳性研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着全球变暖的加剧,北极航道的商业化已逐步成为可能。虽然北极航线拥有众多得天独厚的优势,但由于极地地区恶劣的天气条件和自然环境,使得在极地海域航行的船舶面临着极大的风险和挑战。目前国际海事组织正在制定《极地规则》,以确保在极地海域航行船舶的安全,这也使得极地船舶安全问题成为一个热门研究议题,船舶积冰问题就是其中之一。积冰会对船舶稳性带来不利影响,增加船舶倾覆的风险,严重危害船舶的航行安全。本文针对极地船舶的积冰计算和极地船舶瘫船稳性一二层衡准,开展了如下研究工作:本文基于国内外学者提出的海浪飞沫生成和冻结数学模型,在此基础使用C语言开发了船舶积冰质量和积冰分布的计算程序。该程序可对船舶的甲板形状以及上层建筑形状和位置进行模拟,并计算该船舶在不同海况条件（有义波高、跨零周期）和气象条件（气温、风速、相对湿度）以及航行条件（船速、航向角）的组合下,船舶在一定时间段内的积冰质量和积冰分布。根据国外学者进行的平板结冰实验结果,以及国际海事组织制定的《2008完整稳性规则》中有关船舶积冰的预测范围,利用一艘渔船作为计算样船,计算了该渔船在各种海况、天气和航行组合条件下的积冰情况,以此验证积冰计算程序的通用性和精确性。为研究积冰对于船舶浮态和GZ曲线的影响,本文根据船舶浮态平衡原理,编写了积冰船舶浮态计算程序,并利用了一艘渔船和一艘集装箱船对于计算结果进行了验证。而后本文继续以上文提到的渔船作为计算样船,计算了该渔船在不同气温和航向组合条件下的积冰情况,并利用积冰船舶浮态计算程序以及本课题组前期开发的船舶GZ曲线计算程序,计算了积冰船舶的浮态以及GZ曲线的变化情况,并对变化趋势做出了分析。为研究积冰对于船舶瘫船稳性衡准结果的影响,本文继续以上文提到的渔船作为计算样船,将积冰船舶的浮态参数以及GZ曲线作为瘫船稳性衡准的输入数据,计算了积冰船舶瘫瘫船稳性一二层衡准结果,并对衡准结果的变化趋势进行了分析,对于极地船舶稳性安全提出了合理的建议。
潘阳[8]（2021）在《活塞往复运动空间角对内冷油腔振荡传热特性的影响》文中提出内冷油腔振荡流动传热是实现高强化活塞有效冷却的技术之一。此前对于内冷油腔流动传热特性的研究,主要集中于活塞往复运动方向与重力方向一致的立式发动机活塞的内冷油腔。然而,对于不同设计类型的发动机,按气缸排列方式可分为直列卧式、V型和星型等多种发动机,其使得活塞往复运动方向并非一定是重力方向,不同气缸排列方式下的内冷油腔冷却性能也因此存在差异,但目前相关领域的研究相对缺乏。为此,文中针对不同气缸排列方式的高强化发动机活塞内冷油腔,将活塞往复运动方向与重力方向之间的夹角定义为空间角,考虑了内冷油腔进出油道相对位置的特征,建立了不同空间角内冷油腔的数值仿真模型。通过仿真与振荡流动可视化试验相结合的研究方法,探究了不同空间角内冷油腔的振荡流动与传热特性,获得了以下重要结论:（1）开展了不同空间角两相流振荡流动的可视化试验,研究了液相填充率和振荡模拟试验转速对两相流流型形成和转换的影响,揭示了不同空间角方腔内流体的流动规律。研究表明:试验转速是影响振荡过程中两相流流型转换的关键因素,试验转速为129 r/min时,两相流的流型主要是弹状流和波状流,并相互转换,试验转速为180 r/min时,两相流的流型主要是弹状流和泡状流,并相互转换,当转速升高到232 r/min时,湍流的进一步增强使得两相流的流型主要为分散泡状流。此外,在振荡流动过程中,不同空间角下流体的绕壁流动规律不同,导致相同时刻方腔壁面流体分布存在较大差异。（2）建立了不同空间角内冷油腔的数值仿真模型,结合活塞运动、机油进出口质量流量、机油流动速度等特征分析了不同空间角内冷油腔的稳态流动特性、瞬态流动特性和机油分布特性。研究表明:机油仅在86°CA～334°CA之间流出内冷油腔,在233°CA～310°CA之间时,由于活塞速度的增大,机油进口流量的减小,油腔进口区域会产生显着的回流现象,最大回流量均不低于0.0055 kg/s;不同空间角模型瞬态流动规律基本相同,但内冷油腔进出油道相对位置会影响油腔内机油填充率的大小和壁面机油分布;发动机转速为1000 r/min时,进油通道和出油通道不在同一竖直高度的内冷油腔,随着空间角的增大,周向重力分量减小,机油周向流动速度增大,进油通道逐渐高于出油通道,内冷油腔的稳态充油率减小,当空间角由-90°增大到90°时,内冷油腔的稳态充油率由63%减小到34%,油腔壁面机油的覆盖面积减小;进油通道和出油通道始终在同一竖直高度的内冷油腔,空间角越接近0°,内冷油腔的充油率越小,油腔壁面的机油覆盖面积越小。（3）系统研究了不同空间角内冷油腔的稳态换热特性、瞬态换热特性以及内冷油腔周向和轴向壁面的换热不均匀性,研究表明:进出油通道不在同一竖直高度的内冷油腔,随空间角的增大稳态换热系数逐渐减小,油腔壁面换热越不均匀,发动机转速超过2700 r/min后,内冷油腔壁面的瞬态换热不再受空间角的影响;进出油道在同一竖直高度的内冷油腔,空间角越接近0°,瞬态换热系数的变化幅值越大,模型的换热越不均匀,在发动机转速超过1600 r/min后,不同空间角内冷油腔的瞬态换热基本相同;此外空间角对内冷油腔轴向外壁面、轴向内壁面、周向进出油道中间区域的换热影响最大。（4）通过对不同空间角活塞内冷油腔的流动特性和换热特性的研究发现,对于直列卧式、V型等非直立发动机活塞的内冷油腔,采用进油通道在下方、出油通道在上方的设计方式,可增强内冷油腔换热性能;通过优化油腔的轴向外壁面和内壁面、周向进出油道中间区域,可改善不同空间角内冷油腔的换热性能。
肖威[9]（2021）在《可压缩气固两相湍流边界层/射流的直接数值模拟研究》文中提出超声速燃烧冲压式发动机（超燃冲压发动机,Scramjet）是高超声速飞行器的核心组件,在国防、航空航天领域具有着十分广泛且重要的应用。基于固体燃料的超燃冲压发动机（solid fuel scramjet,SFSCRJ）因其安全性好、操作简便、反应快速等优点,近年来受到各国持续深入研究。在SFSCRJ中包含可压缩湍流-壁面-横向射流-激波-颗粒群相互作用的复杂多尺度、多物理耦合可压缩两相流动问题。对这些问题开展研究有助于加深对SFSCRJ的理解认识,进而提高发动机稳定性和效率。因此,本文建立了适用于研究可压缩两相湍流的直接数值模拟平台,并对可压缩两相湍流边界层、可压缩两相横向射流和激波-全尺度颗粒群相互作用进行了研究,旨在揭示SFSCRJ内的可压缩湍流-壁面-横向射流-激波-颗粒群间相互作用机理,希望可以为固体燃料超燃冲压发动机的设计与研究提供一定的参考。本文首先采用拉格朗日点源方法对可压缩两相平板湍流边界层中的颗粒弥散、运动特性和选择性富集进行了研究,并对相关机理进行了深入分析。研究发现,颗粒在近壁面喷射作用的影响下富集于低流向速度区域并形成了颗粒条带结构。颗粒的平均数密度在近壁面区域存在一个极小值,当采用这一极小值进行归一化后可以得到颗粒数密度的自相似分布规律。大颗粒更容易受到湍泳力作用的影响,且有更强烈的优先富集趋势,进而导致更多大颗粒富集于近壁面区域,同时大颗粒的滑移速度要明显大于小颗粒。受壁面影响,颗粒在缓冲层中富集于高涡量区域中,这不同于非壁湍流中的现象。进一步发现一种新的基于局部流场密度的颗粒选择性富集机理:大颗粒在边界层内层富集于低密度区域、外层富集于高密度区域;而小颗粒在内层和外层均富集于低密度区域。通过这一发现,分析颗粒涨压方程并揭示了其选择性富集的机理。接着,本文继续对可压缩两相横向射流中的颗粒弥散和湍流调制现象进行了研究。结果表明,大颗粒主要分布于射流中心线迎风侧的大尺度剪切层结构的周围,而小颗粒能沿径向输运至前、后回流区,并广泛分布于剪切层和边界层结构内,且易受到流向涡的影响。颗粒使得展向中心平面附近射流下游的边界层厚度恢复延迟,增加了壁面摩擦阻力系数的震荡,提高了边界层厚度和最大壁面摩擦阻力系数。射流轨迹受大颗粒影响被降低,而被小颗粒抬升。展向中心平面上,颗粒还增加了射流下游近壁面流体平均法向速度,降低了远离壁面处的平均流向和法向速度。颗粒对激波锋面附近的湍流脉动影响较为显着,降低了迎风面桶形激波和弓形激波的湍流脉动,增强了背风面桶形激波的湍流脉动且提高了弓形激波的法向高度。在激波锋面以外的位置,小颗粒增强了流体的雷诺应力,而大颗粒则削弱了流体的湍动能。最后,本文研究了平面激波与含有300个全尺度颗粒的颗粒群的相互作用,其中颗粒相的捕捉基于虚拟点内嵌边界方法。我们对四种入射激波马赫数下的激波结构、颗粒瞬时与峰值阻力系数、升力系数与流场脉动等问题进行了对比分析。模拟结果表明,颗粒反射激波会汇聚成平面激波,其传播速度随入射激波马赫数上升而下降;穿透激波传播速度同理,且激波锋面随马赫数升高而更加弯折。颗粒群内的单个颗粒峰值阻力系数沿流向线性减小,其与线性拟合公式结果之差可由高斯分布描述。单个颗粒升力系数会发生剧烈震荡,且随着马赫数的升高,升力系数能够达到与阻力系数同一数量级,因此研究高马赫数、高体积分数的激波-颗粒群相互作用时,颗粒横向受力不可忽略。入射激波马赫数的提高还会增加流体湍动能占平均动能的比例。通过对比NS求解器和欧拉求解器得到的主要结果,发现模拟时间较长时欧拉求解器会由于缺乏粘性耗散而增大颗粒受力脉动、提高流场湍动能,因此采用NS求解器是必要的。
李显哲[10]（2020）在《电极旋转情况下真空电弧磁流体动力学模型的仿真研究》文中提出真空断路器的灭弧介质以及熄弧后触头间隙中的绝缘介质都是高真空得名,具备密闭性好、触头间隙小、燃弧时间短、电弧电压低、电弧能量小、结构简单、体积小、重量轻、适合频繁操作等诸多优点。真空断路器以其优异的灭弧性能广泛的使用于中压等级输配电系统,并且正在向高压等级输配电系统领域发展,因此,如何提高真空断路的开断容量成为当下热门的研究议题。本文依据以往的真空电弧模型,提出在开断过程中改变电极的运动模式,探索电极在旋转情况下真空电弧的流动参数以及电磁参数的变化情况,利用仿真结果对提高真空断路器的开断容量提供理论依据。与气体介质灭弧过程不同,真空断路器电极的触头表面参与了整个真空电弧的燃烧过程,因此真空电弧的燃烧过程更加复杂。本文在现有真空电弧模型的基础上,考虑了阴极斑点对真空电弧的影响,建立了三维真空区域带阴极斑点的真空电弧的物理模型,并根据流体力学的三大基本方程:质量守恒方程、动量守恒方程以及能量守恒方程,结合麦克斯韦方程组、广义欧姆定律以及磁扩散方程建立了真空电弧的双温MHD模型的控制方程组。借助仿真软件COMSOL建立真空区域的物理模型并仿真,讨论等离子体数密度、电子温度、离子温度、压力、速度、能流密度、纵向电流密度以及环向磁场的分布。随后,分析在电极旋转情况下这些参数的变化,仿真结果表明:随着电极转速的增加,纵向电流密度分布更加均匀,电子温度、离子温度的最大值均有所减小,能流密度减小并且分布更加均匀。文章同时还分析了电极旋转情况对于阳极热过程的影响,利用多孔介质的描述方法对固—液混合区域处理,建立了针对阳极表面熔化、蒸发的情况的相变过程的物理模型,并利用流体力学三大基本方程结合相变有关的方程建立了阳极热过程的控制方程组,以电弧等离子体的数值仿真结果为阳极表面的热流边界条件,对阳极表面热过程进行数值仿真。通过仿真结果发现,随着阳极表面能流不断流入,阳极触头表面温度升高,并发生了融化,出现了熔池现象。随着电极转速的增加,能流作用的范围更大,阳极表面温度最大逐渐减小,并且分布更加均匀,同时,熔池的深度也逐渐减小。
二、CHARACTERISTIC QUANTITIES OF BUOYANY JET IN STRATIFIED AMBIENTS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CHARACTERISTIC QUANTITIES OF BUOYANY JET IN STRATIFIED AMBIENTS（论文提纲范文）
（1）风力机叶片表面结冰相似性及粘结特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 风能利用现状 |
| 1.1.2 风力机结冰问题 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 结冰试验方法研究 |
| 1.2.2 结冰数值模拟方法研究 |
| 1.2.3 结冰相似性研究 |
| 1.2.4 结冰粘结特性研究 |
| 1.3 研究目的与研究内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 风力机叶片结冰基础理论与研究方法 |
| 2.1 风力机工作原理 |
| 2.2 叶片结冰基础理论 |
| 2.2.1 叶片结冰影响因素 |
| 2.2.2 气动计算 |
| 2.2.3 水滴运动轨迹计算 |
| 2.2.4 热力学模型 |
| 2.3 叶片结冰数值模拟方法 |
| 2.3.1 数值模拟软件 |
| 2.3.2 叶片结冰计算过程 |
| 2.4 叶片结冰风洞试验系统研究 |
| 2.4.1 工作原理及系统设计 |
| 2.4.2 参数测量与分析 |
| 2.4.3 性能验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 叶片结冰相似参数研究 |
| 3.1 结冰相似性要求及准则 |
| 3.2 叶片结冰相似参数 |
| 3.2.1 几何相似 |
| 3.2.2 绕流流场相似 |
| 3.2.3 水滴运动轨迹和撞击特性相似 |
| 3.2.4 物面撞击水质量相似 |
| 3.2.5 热力学特性相似 |
| 3.2.6 翼型表面动压相似 |
| 3.2.7 表面液态水动力学相似 |
| 3.2.8 旋转相似参数 |
| 3.3 叶片结冰相似参数选取原则 |
| 3.3.1 静止叶片 |
| 3.3.2 旋转叶片 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 叶片结冰相似性试验与数值模拟研究 |
| 4.1 静止模型结冰相似试验 |
| 4.1.1 静止圆柱结冰相似试验 |
| 4.1.2 静止翼型结冰相似试验 |
| 4.2 旋转模型结冰相似试验 |
| 4.2.1 试验设计 |
| 4.2.2 旋转圆柱试验结果与分析 |
| 4.2.3 旋转翼型试验结果与分析 |
| 4.3 风力机叶片结冰相似性数值模拟 |
| 4.3.1 计算模型与参数 |
| 4.3.2 结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结冰粘结特性试验研究 |
| 5.1 试样设计与制备 |
| 5.2 剪切法结冰粘结特性试验 |
| 5.2.1 静态冰试验结果与分析 |
| 5.2.2 动态冰试验结果与分析 |
| 5.3 离心法结冰粘结特性试验 |
| 5.3.1 测试原理 |
| 5.3.2 结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 物理量符号表 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（2）通气空腔两相流动及其减阻增稳效应研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 通气减阻方法 |
| 1.2.2 二维空腔势流理论 |
| 1.2.3 通气空腔两相流体动力学研究现状 |
| 1.2.4 通气减阻机理研究现状 |
| 1.2.5 船模高速纵向失稳研究现状 |
| 1.3 目前研究中存在的问题 |
| 1.4 研究目标和内容 |
| 第2章 实验和数值模拟方法 |
| 2.1 平板通气水洞实验和数值模拟 |
| 2.1.1 平板通气水洞实验 |
| 2.1.2 平板通气水洞数值模拟 |
| 2.1.3 数值模拟方法验证 |
| 2.2 船模拖曳水池实验和数值模拟 |
| 2.2.1 船模拖曳水池实验 |
| 2.2.2 船模拖曳水池数值模拟 |
| 2.2.3 数值模拟方法验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 平板通气空腔两相流动及其减阻机理 |
| 3.1 通气空腔两相流动特征 |
| 3.1.1 空腔形成及其演化特征 |
| 3.1.2 空腔流型分布特征及其形成机理 |
| 3.2 通气空腔减阻机理 |
| 3.2.1 边界层解析方程 |
| 3.2.2 边界层速度分布 |
| 3.2.3 边界层密度和粘度分布 |
| 3.2.4 壁面剪切应力分布特征及其半经验预测模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 船模通气空腔两相流动及减阻效应 |
| 4.1 通气空腔两相流动特征 |
| 4.1.1 空腔流型特征 |
| 4.1.2 空腔闭合和脱落特征分析 |
| 4.1.3 空腔拓扑特征及其形成转变机理分析 |
| 4.2 通气空腔气量需求分析 |
| 4.2.1 空腔生长曲线量化分析 |
| 4.2.2 空腔气量需求相关性分析 |
| 4.3 船模减阻效果及能耗节省分析 |
| 4.3.1 船模净减阻特征 |
| 4.3.2 船模能耗节省分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 通气空腔对船模纵向运动失稳的抑制作用 |
| 5.1 船模固有的水动力特征 |
| 5.2 通气空腔对船模海豚运动的抑制特征 |
| 5.3 船模纵向增稳机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（3）氨制冷机房储罐泄漏扩散规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 氨制冷系统安全防护问题研究现状 |
| 1.2.2 气体泄漏扩散规律研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 氨泄漏扩散的数学模型 |
| 2.1 制冷机房氨泄漏成因及危害分析 |
| 2.2 气体泄漏影响因素 |
| 2.3 气体泄漏扩散模型归纳 |
| 2.3.1 高斯模型(Gauss Model) |
| 2.3.2 B&M模型 |
| 2.3.3 Sutton模型 |
| 2.3.4 箱式模型 |
| 2.3.5 板块模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 泄漏扩散数学模型的建立 |
| 3.1 氨扩散模型 |
| 3.1.1 湍流模型 |
| 3.1.2 多组分输运模型 |
| 3.2 基本假设 |
| 3.3 控制方程 |
| 3.3.1 质量守恒定律 |
| 3.3.2 动量守恒定律 |
| 3.3.3 能量守恒定律 |
| 3.4 数值模拟方法 |
| 3.4.1 计算模型 |
| 3.4.2 网格划分 |
| 3.4.3 边界条件 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 制冷机房氨泄漏扩散数值模拟研究 |
| 4.1 泄漏口位于储罐顶部 |
| 4.1.1 环境风速对氨气扩散过程的影响 |
| 4.1.2 泄漏流量对氨气扩散过程的影响 |
| 4.2 泄漏口位于储罐底部 |
| 4.2.1 环境风速对氨气扩散过程的影响 |
| 4.2.2 泄漏流量对氨气扩散过程的影响 |
| 4.3 泄漏口位于储罐侧边与进风口同向 |
| 4.3.1 环境风速对氨气扩散过程的影响 |
| 4.3.2 泄漏流量对氨气扩散过程的影响 |
| 4.4 泄漏口位于储罐侧边与进风口异向 |
| 4.4.1 环境风速对氨气扩散过程的影响 |
| 4.4.2 泄漏流量对氨气扩散过程的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 应急处理及预防措施研究 |
| 5.1 泄漏事故排风机的设置 |
| 5.2 氨泄漏事故报警仪的安装 |
| 5.3 建立储罐区泄漏的防护体系 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文研究结论 |
| 6.2 展望与不足 |
| 参考文献 |
| 发表论文及参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）建筑室内热羽流与太阳能烟囱效应耦合作用的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 太阳能烟囱研究现状 |
| 1.3.1 实验研究研究进展 |
| 1.3.2 理论分析研究进展 |
| 1.3.3 数值模拟研究进展 |
| 1.4 热源热羽流研究现状 |
| 1.4.1 热羽流定义 |
| 1.4.2 热源热羽流-实验研究与理论模型研究进展 |
| 1.4.3 热源热羽流-数值模拟研究进展 |
| 1.5 目前研究存在的问题 |
| 1.6 研究内容及技术路线 |
| 第2章 具有建筑室内热源的太阳能烟囱自然通风原理 |
| 2.1 自然通风原理 |
| 2.1.1 热压作用下的自然通风 |
| 2.1.2 风压作用下的自然通风 |
| 2.1.3 热压和风压共同作用下的自然通风 |
| 2.2 组合式太阳能烟囱通风机理分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 数值模拟计算方法 |
| 3.1 数值计算的控制方程 |
| 3.2 Boussinesq假设和重整化群k-ε湍流模型 |
| 3.3 辐射模型的选取 |
| 3.4 控制方程的求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单进风口太阳能烟囱与建筑室内热羽流耦合作用下的烟囱通风性能研究 |
| 4.1 数理模型与计算方法 |
| 4.1.1 物理模型的建立 |
| 4.1.2 边界条件 |
| 4.1.3 计算方法 |
| 4.1.4 网格划分与独立性考核 |
| 4.1.5 模型有效性验证 |
| 4.2 太阳辐射强度I对太阳能烟囱性能的影响 |
| 4.2.1 太阳辐射强度I对太阳能烟囱通风量的影响 |
| 4.2.2 太阳辐射强度I对太阳能烟囱进出口压差的影响 |
| 4.2.3 太阳辐射强度I对太阳能烟囱出口风速的影响 |
| 4.3 内热源热流密度W对太阳能烟囱性能的影响 |
| 4.3.1 内热源热流密度W对太阳能烟囱通风量的影响 |
| 4.3.2 内热源热流密度W对太阳能烟囱进出口压差的影响 |
| 4.3.3 内热源热流密度W对太阳能烟囱出口风速的影响 |
| 4.4 内热源距地高度Z对太阳能烟囱性能的影响 |
| 4.4.1 内热源距地高度Z对太阳能烟囱通风量的影响 |
| 4.4.2 内热源距地高度Z对太阳能烟囱进出口压差的影响 |
| 4.4.3 内热源距地高度Z对太阳能烟囱出口风速的影响 |
| 4.5 内热源表面发射率?对太阳能烟囱性能的影响 |
| 4.5.1 内热源表面发射率?对太阳能烟囱通风量的影响 |
| 4.5.2 内热源表面发射率?对太阳能烟囱进出口压差的影响 |
| 4.5.3 内热源表面发射率?对太阳能烟囱出口风速的影响 |
| 4.6 单进风口烟囱下室内流场、温度场以及压力场分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 双进风口太阳能烟囱与建筑室内热羽流耦合作用下的烟囱通风性能研究 |
| 5.1 数理模型与计算方法 |
| 5.1.1 物理模型的建立 |
| 5.1.2 边界条件 |
| 5.1.3 计算方法 |
| 5.1.4 网格划分与独立性考核 |
| 5.2 太阳辐射强度I对双进风口太阳能烟囱性能的影响 |
| 5.2.1 太阳辐射强度I对双进风口太阳能烟囱通风量的影响 |
| 5.2.2 太阳辐射强度I对双进风口太阳能烟囱进出口压差的影响 |
| 5.2.3 太阳辐射强度I对双进风口太阳能烟囱出口风速的影响 |
| 5.3 内热源热流密度W对双进风口太阳能烟囱性能的影响 |
| 5.3.1 内热源热流密度W对双进风口太阳能烟囱通风量的影响 |
| 5.3.2 内热源热流密度W对双进风口太阳能烟囱进出口压差的影响 |
| 5.3.3 内热源热流密度W对双进风口太阳能烟囱出口风速的影响 |
| 5.4 烟囱上下进风口间距S对双进风口太阳能烟囱性能的影响 |
| 5.4.1 烟囱上下进风口间距S对双进风口太阳能烟囱通风量的影响 |
| 5.4.2 烟囱上下进风口间距S对双进风口太阳能烟囱进出口压差的影响 |
| 5.4.3 烟囱上下进风口间距S对双进风口太阳能烟囱出口风速的影响 |
| 5.5 双进风口烟囱下室内流场、温度场以及压力场分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 后续工作建议 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）负浮力射流流动行为及其在热分层水箱中的掺混特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 负浮力射流 |
| 1.1.2 夹套换热式太阳能蓄热水箱 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 负浮力射流流动行为研究进展 |
| 1.2.2 太阳能蓄热水箱蓄热/放热特性研究进展 |
| 1.3 主要技术难题和发展趋势 |
| 1.3.1 负浮力射流流动行为 |
| 1.3.2 太阳能蓄热水箱蓄/放热特性 |
| 1.4 本文的研究内容和方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 第2章 负浮力射流的理论与应用模型 |
| 2.1 负浮力射流流动行为的理论基础与参数 |
| 2.1.1 理论模型 |
| 2.1.2 主要控制参数 |
| 2.1.3 形态特征参数 |
| 2.2 太阳能蓄热水箱中的负浮力射流及其能量传递 |
| 2.2.1 能量传递模型 |
| 2.2.2 描述热分层特征和量化热分层的方法和参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 均匀环境流体中负浮力射流的PIV实验研究 |
| 3.1 PIV技术简介和工作原理 |
| 3.2 实验方案设计 |
| 3.3 实验装置与测量系统 |
| 3.3.1 PIV实验平台 |
| 3.3.2 PIV流场测量系统 |
| 3.3.3 流场配置部件 |
| 3.4 实验步骤 |
| 3.5 实验结果分析 |
| 3.5.1 不同类型负浮力射流形态表征演变 |
| 3.5.2 卷吸现象特征 |
| 3.5.3 剪切应力对卷吸现象的影响 |
| 3.5.4 旋涡动力学特征 |
| 3.5.5 流场的本征正交分解POD |
| 3.5.6 卷吸现象的定量分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 分层环境流体中负浮力射流的PIV实验研究 |
| 4.1 线性分层环境流体中负浮力射流流动行为的主要控制参数 |
| 4.2 实验方案设计 |
| 4.3 实验装置与测量系统 |
| 4.4 实验步骤 |
| 4.5 实验结果分析 |
| 4.5.1 环境流体密度分层度 |
| 4.5.2 不同类别负浮力射流在分层流体中的形态表征演变 |
| 4.5.3 剪切应力对卷吸现象的影响 |
| 4.5.4 旋涡动力学特征 |
| 4.5.5 流场速度场分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 夹套换热太阳能储热水箱中掺混特性研究 |
| 5.1 研究对象 |
| 5.2 参数分析 |
| 5.3 实验研究 |
| 5.3.1 实验配置 |
| 5.3.2 实验过程 |
| 5.4 数值模拟 |
| 5.4.1 物理模型 |
| 5.4.2 控制方程 |
| 5.4.3 控制方程的离散 |
| 5.4.4 模拟设置 |
| 5.4.5 数值模型验证 |
| 5.5 蓄热模式时的掺混特征分析 |
| 5.5.1 蓄热模式时的水箱内瞬时流场 |
| 5.5.2 蓄热模式时的分层参数分析 |
| 5.6 排水模式时的掺混特征分析 |
| 5.6.1 实验与模拟对比分析 |
| 5.6.2 排水模式时水箱内的瞬时运动特征 |
| 5.6.3 排水模式时的温度分层参数分析 |
| 5.6.4 排水模式时温跃层中的射流动力学特征 |
| 5.7 同时蓄热/排水模式时的掺混特征分析 |
| 5.7.1 水箱内的瞬时运动特征 |
| 5.7.2 同时蓄热/排水模式中的热分层参数分析 |
| 5.7.3 同时蓄热/排水模式温跃层中的射流动力学特征 |
| 5.8 水箱入水口结构优化分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 存在的问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间与本论文相关的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（6）超音速火焰喷涂WC-Ni粒子近试样表面飞行行为数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 超音速火焰喷涂技术 |
| 1.1.1 超音速火焰喷涂原理 |
| 1.1.2 超音速火焰喷涂的设备及工艺 |
| 1.2 数值模拟在超音速火焰喷涂中的应用 |
| 1.2.1 计算流体力学的发展与应用 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文的研究目的及内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 超音速火焰喷涂数值模拟的理论基础及模型建立 |
| 2.1 HVOF过程的流体动力学描述 |
| 2.2 HVOF燃烧反应模型 |
| 2.2.1 通用有限速率模型 |
| 2.2.2 非预混燃烧模型和预混燃烧模型 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.3.1 湍流的概念 |
| 2.3.2 湍流模拟方法 |
| 2.4 离散相模型 |
| 2.5 建模及计算流程 |
| 2.5.1 模型及网格划分 |
| 2.5.2 边界条件 |
| 2.5.3 计算流程 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 HVOF连续相流场模拟结果分析 |
| 3.1 自由喷射的焰流分布 |
| 3.2 平面试样对焰流分布的影响 |
| 3.2.1 平面试样对焰流轴向分布的影响 |
| 3.2.2 平面试样对焰流径向分布的影响 |
| 3.3 圆柱试样对焰流分布的影响 |
| 3.4 圆孔试样对焰流分布的影响 |
| 3.4.1 圆孔直径对孔内焰流分布的影响 |
| 3.4.2 喷涂距离对孔内焰流分布的影响 |
| 3.5 燃烧组分浓度分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 HVOF离散相模拟结果分析 |
| 4.1 离散相的前处理 |
| 4.2 粒子轴向飞行行为 |
| 4.2.1 粒子轴向速度温度分布 |
| 4.2.2 与粒子测温测速实验结果对比 |
| 4.2.3 单一粒径下粒子飞行行为 |
| 4.3 平面试样下粒子的平面分布规律 |
| 4.3.1 混合粒径下粒子的平面分布 |
| 4.3.2 单一粒径下粒子的平面分布 |
| 4.4 圆柱试样表面粒子分布规律 |
| 4.5 圆孔试样下粒子的内孔分布规律 |
| 4.5.1 内孔喷涂中粒子的曲面分布规律 |
| 4.5.2 喷涂距离对粒子的分布影响 |
| 4.5.3 圆孔直径对粒子的分布影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）极地船舶积冰计算及瘫船稳性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题背景与意义 |
| 1.2 极地船舶积冰计算研究现状 |
| 1.2.1 1980 年之前 |
| 1.2.2 1980 年-2000年 |
| 1.2.3 2000 年以后 |
| 1.3 极地船舶稳性安全研究现状 |
| 1.4 积冰相关的国际规则、规范 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 船舶积冰计算理论 |
| 2.1 船舶积冰概述 |
| 2.1.1 船舶积冰成因及来源 |
| 2.1.2 船舶积冰量和分布主要影响因素 |
| 2.2 碰撞产生飞沫量和运动轨迹 |
| 2.2.1 碰撞产生的飞沫生成模型基本假设 |
| 2.2.2 碰撞产生的飞沫量计算方法 |
| 2.2.3 碰撞产生的飞沫液滴运动轨迹 |
| 2.3 风生飞沫的飞沫量和运动轨迹 |
| 2.3.1 风生飞沫生成模型基本假设 |
| 2.3.2 风生飞沫量和运动轨迹计算方法 |
| 2.3.3 摩擦速率计算方法 |
| 2.4 积冰热力学过程 |
| 2.4.1 水平平板积冰热力学过程 |
| 2.4.2 考虑盐水膜流动的垂直平板积冰热力学过程 |
| 3 船舶积冰计算程序设计及结果验证 |
| 3.1 船舶积冰计算程序概述 |
| 3.1.1 船舶甲板和上层建筑模拟 |
| 3.1.2 坐标系建立 |
| 3.1.3 飞沫量计算、飞行轨迹模拟和飞沫位置确定 |
| 3.1.4 飞沫结冰热力学过程模拟 |
| 3.2 船舶积冰计算程序结果验证 |
| 3.2.1 平板结冰实验结果验证分析 |
| 3.2.2 船舶积冰计算结果验证分析 |
| 4 积冰船舶浮态和GZ曲线计算 |
| 4.1 积冰船舶浮态和GZ曲线计算原理 |
| 4.1.1 船舶浮态定义及分类 |
| 4.1.2 积冰船舶重心位置计算 |
| 4.1.3 船舶浮态平衡方程组 |
| 4.1.4 积冰船舶复原力计算 |
| 4.2 积冰船舶重心和浮态计算结果及分析 |
| 4.2.1 积冰船舶浮态计算程序结果验证 |
| 4.2.2 积冰船舶重心位置和浮态计算结果 |
| 4.3 积冰船舶GZ曲线计算结果及分析 |
| 5 积冰船舶瘫船稳性校核 |
| 5.1 瘫船稳性薄弱性衡准概述 |
| 5.1.1 瘫船稳性第一层薄弱性衡准 |
| 5.1.2 瘫船稳性第二层薄弱性衡准 |
| 5.2 针对特殊GZ曲线船舶瘫船稳性第二层薄弱性衡准计算方法修改 |
| 5.3 积冰船舶瘫船稳性第一层校核结果及分析 |
| 5.4 积冰船舶瘫船稳性第二层衡准结果及分析 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）活塞往复运动空间角对内冷油腔振荡传热特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 内冷油腔流动传热特性试验研究 |
| 1.2.2 内冷油腔流动传热特性仿真研究 |
| 1.2.3 重力及活塞往复运动角度对振荡流动的影响 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 不同空间角内冷油腔振荡流动数值研究 |
| 2.1 研究对象和研究方法 |
| 2.1.1 研究对象型号参数 |
| 2.1.2 内冷油腔几何模型 |
| 2.1.3 振荡流动分析方法 |
| 2.2 仿真模型的建立 |
| 2.2.1 数值方法和模型假设 |
| 2.2.2 多相流模型 |
| 2.2.3 控制方程 |
| 2.2.4 湍流模型 |
| 2.2.5 边界条件 |
| 2.2.6 浮力模型 |
| 2.2.7 求解器设置 |
| 2.3 空间角的定义及建立方法 |
| 2.3.1 空间角定义及其分组 |
| 2.3.2 空间角模型的建立 |
| 2.3.3 网格无关性验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 不同空间角内冷油腔流动特性试验研究 |
| 3.1 振荡流动可视化试验 |
| 3.1.1 试验装置 |
| 3.1.2 试验过程 |
| 3.2 不同转速下两相流流型分析 |
| 3.2.1 两相流流动形态理论基础 |
| 3.2.2 机油的流动形态分析 |
| 3.3 不同空间角内冷油腔流动试验分析及验证 |
| 3.3.1 空间角对液相流动规律的影响 |
| 3.3.2 仿真模型的验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同空间角内冷油腔振荡流动特性研究 |
| 4.1 流动影响因素分析 |
| 4.1.1 活塞运动速度分析 |
| 4.1.2 进出口机油质量流量分析 |
| 4.1.3 机油流动速度分析 |
| 4.2 不同空间角内冷油腔稳态流动特性分析 |
| 4.2.1 发动机转速对振荡流动特性的影响 |
| 4.2.2 空间角对内冷油腔稳态流动特性的影响 |
| 4.3 不同空间角内冷油腔瞬态流动特性分析 |
| 4.3.1 不同空间角内冷油腔瞬态流动规律分析 |
| 4.3.2 不同空间角内冷油腔瞬态机油分布特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同空间角内冷油腔换热特性研究 |
| 5.1 不同空间角内冷油腔稳态换热特性研究 |
| 5.1.1 发动机转速对振荡换热特性的影响 |
| 5.1.2 空间角对内冷油腔换热特性的影响 |
| 5.2 不同空间角内冷油腔瞬态换热特性研究 |
| 5.2.1 不同空间角内冷油腔瞬态换热规律分析 |
| 5.2.2 不同空间角内冷油腔瞬态换热差异分析 |
| 5.2.3 不同空间角内冷油腔瞬态壁面换热分布分析 |
| 5.3 不同空间角内冷油腔不均匀换热特性研究 |
| 5.3.1 轴向不均匀换热特性 |
| 5.3.2 周向不均匀换热特性 |
| 5.3.3 壁面换热贡献分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 附录 B 参与项目、学术活动及获奖情况 |
（9）可压缩气固两相湍流边界层/射流的直接数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 超燃冲压发动机研究背景 |
| 1.1.1 超燃冲压发动机简介 |
| 1.1.2 固体燃料超燃冲压发动机 |
| 1.2 可压缩两相边界层 |
| 1.2.1 可压缩边界层研究概述 |
| 1.2.2 两相边界层研究概述 |
| 1.3 可压缩两相横射流 |
| 1.3.1 可压缩横向射流研究概述 |
| 1.3.2 两相横射流研究概述 |
| 1.4 可压缩流体中的颗粒阻力研究 |
| 1.4.1 激波-颗粒相互作用的实验研究 |
| 1.4.2 激波-全尺度颗粒相互作用的模拟研究 |
| 1.5 本文主要研究内容和结构 |
| 2 数学模型与数值算法 |
| 2.1 可压缩气固两相湍流的控制方程 |
| 2.1.1 气相控制方程 |
| 2.1.2 颗粒相控制方程 |
| 2.1.3 无量纲控制方程 |
| 2.2 数值算法 |
| 2.2.1 高精度激波捕捉格式 |
| 2.2.2 八阶中心差分格式 |
| 2.2.3 三步三阶TVD-RK时间步进 |
| 2.2.4 非均匀网格的离散算法 |
| 2.3 虚拟点内嵌边界方法 |
| 2.3.1 反距离插值算法 |
| 2.3.2 边界条件的施加 |
| 2.3.3 算法施加流程总结 |
| 2.4 数值算法验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 可压缩两相湍流边界层的直接数值模拟 |
| 3.1 模拟设置与参数 |
| 3.2 转捩边界层的预模拟及验证 |
| 3.2.1 预模拟计算设置 |
| 3.2.2 预模拟统计结果 |
| 3.2.3 湍流入口验证 |
| 3.3 颗粒弥散分布特性 |
| 3.3.1 选择性富集 |
| 3.3.2 颗粒自相似分布特性 |
| 3.4 颗粒运动特性 |
| 3.5 涡结构对颗粒速度影响分析 |
| 3.6 颗粒于低流体密度区域的选择性富集机理分析 |
| 3.7 本章小节 |
| 4 可压缩两相横向射流的直接数值模拟 |
| 4.1 模拟设置与参数 |
| 4.2 单相横向射流湍流验证 |
| 4.2.1 瞬态结构 |
| 4.2.2 时均结构 |
| 4.3 颗粒弥散特性 |
| 4.4 颗粒对平均流的影响 |
| 4.4.1 边界层厚度与摩擦阻力 |
| 4.4.2 射流与颗粒轨迹 |
| 4.5 颗粒的湍流调制 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 激波与全尺度颗粒群相互作用的微观尺度直接数值模拟研究 |
| 5.1 计算设置 |
| 5.1.1 流场与颗粒初始化设置 |
| 5.1.2 量纲分析 |
| 5.1.3 网格无关性检验 |
| 5.2 激波马赫数对激波结构的影响 |
| 5.3 激波马赫数对颗粒阻力的影响 |
| 5.3.1 瞬时阻力系数 |
| 5.3.2 峰值阻力系数 |
| 5.4 激波马赫数对颗粒升力的影响 |
| 5.5 激波马赫数对流场湍流脉动的影响 |
| 5.6 欧拉求解器与Navier-Stokes求解器对模拟结果的影响 |
| 5.7 颗粒位置随机初始化对模拟结果的影响 |
| 5.8 本章小节 |
| 6 全文总结与创新点及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（10）电极旋转情况下真空电弧磁流体动力学模型的仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景以及意义 |
| 1.2 真空电弧的基本理论 |
| 1.2.1 阴极区 |
| 1.2.2 极间等离子体区 |
| 1.2.3 阳极区 |
| 1.3 真空电弧的研究现状 |
| 1.3.1 电弧等离子体的数值仿真研究 |
| 1.3.2 电弧阳极热过程仿真研究 |
| 1.4 论文主要研究工作 |
| 第2章 真空磁流体动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 真空电弧的流体描述 |
| 2.2.1 真空电弧的连续性 |
| 2.2.2 真空电弧的流动性 |
| 2.2.3 真空电弧的电中性 |
| 2.3 真空电弧的气体描述 |
| 2.3.1 理想气体状态方程 |
| 2.3.2 声速、流速与马赫数 |
| 2.3.3 滞止参数与临界参数 |
| 2.4 真空电弧物理模型 |
| 2.5 真空电弧控制方程 |
| 2.5.1 质量守恒方恒 |
| 2.5.2 动量守恒方恒 |
| 2.5.3 能量守恒方恒 |
| 2.5.4 麦克斯韦方程组与广义欧姆定律 |
| 2.6 笛卡尔坐标系下的真空电弧控制方程 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 电弧仿真模型与结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 建立求解域与网格剖分 |
| 3.3 仿真的边界与初始条件 |
| 3.4 流体场与温度场特性及分析 |
| 3.4.1 等离子体数密度分布 |
| 3.4.2 离子温度和电子温度分布 |
| 3.4.3 压力分布 |
| 3.4.4 速度和马赫数分布 |
| 3.4.5 阳极表面能流密度分布 |
| 3.5 电磁物理特性及分析 |
| 3.5.1 纵向电流密度 |
| 3.5.2 环向磁场分布 |
| 3.6 燃弧参数变化对与电弧特性的影响 |
| 3.6.1 电弧电流变化对电弧特性的影响 |
| 3.6.2 电极旋转速度对于电弧特性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 电极旋转下真空电弧阳极热过程仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阳极热过程的物理模型 |
| 4.3 阳极热过程的控制方程 |
| 4.3.1 质量守恒方恒 |
| 4.3.2 动量守恒方恒 |
| 4.3.3 能量守恒方恒 |
| 4.4 求解域的建立及仿真的边界与初始条件 |
| 4.5 仿真结果与分析 |
| 4.5.1 阳极触头温度以及熔池的变化 |
| 4.5.2 电极旋转速度对阳极热过程的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、CHARACTERISTIC QUANTITIES OF BUOYANY JET IN STRATIFIED AMBIENTS（论文参考文献）
- [1]风力机叶片表面结冰相似性及粘结特性研究[D]. 石磊. 东北农业大学, 2021
- [2]通气空腔两相流动及其减阻增稳效应研究[D]. 王路遥. 浙江大学, 2021(01)
- [3]氨制冷机房储罐泄漏扩散规律研究[D]. 贾璐. 天津商业大学, 2021(12)
- [4]建筑室内热羽流与太阳能烟囱效应耦合作用的性能研究[D]. 郝亚烨. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]负浮力射流流动行为及其在热分层水箱中的掺混特性研究[D]. 李琼. 云南师范大学, 2021(09)
- [6]超音速火焰喷涂WC-Ni粒子近试样表面飞行行为数值模拟[D]. 胡培培. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]极地船舶积冰计算及瘫船稳性研究[D]. 王志宇. 大连理工大学, 2021(01)
- [8]活塞往复运动空间角对内冷油腔振荡传热特性的影响[D]. 潘阳. 昆明理工大学, 2021(01)
- [9]可压缩气固两相湍流边界层/射流的直接数值模拟研究[D]. 肖威. 浙江大学, 2021
- [10]电极旋转情况下真空电弧磁流体动力学模型的仿真研究[D]. 李显哲. 沈阳工业大学, 2020(01)