检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2014年第5期48卷 877-882页

作者：赵毅王晓敏龙冲生中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室四川成都610041

本工作建立了受气泡内压作用的双气泡UO2模型,利用有限元方法得到燃料颗粒受气泡内压作用、不同气泡间距条件下的燃料颗粒应力分布结果,并讨论了气泡间距、气泡半径和气泡内压对气泡之间相互作用的影响。研究结果表明,受气泡相互作用的... 详细信息

本工作建立了受气泡内压作用的双气泡UO2模型,利用有限元方法得到燃料颗粒受气泡内压作用、不同气泡间距条件下的燃料颗粒应力分布结果,并讨论了气泡间距、气泡半径和气泡内压对气泡之间相互作用的影响。研究结果表明,受气泡相互作用的影响,燃料颗粒内部产生了应力集中,应力集中倍率与气泡间距和气泡半径的比值(距径比)有关,与气泡内压无关。当距径比等于1时,应力集中倍率约为未考虑气泡相互作用影响时的2倍。当气泡尺寸不同时,应力集中主要发生在靠近小气泡的燃料基体处。

关键词：弥散型燃料 UO2 燃料颗粒气泡相互作用应力集中

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多电火花气泡相互作用动力学过程的实验研究

多电火花气泡相互作用动力学过程的实验研究

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作者：梁文国防科技大学

学位级别：硕士

水下气泡在军事作战、化学工程、医药医疗、超声波清洁等方面都有着重要的应用,清楚认识多个气泡之间的相互作用机理,对军事和民用的多个领域都有着重要意义。本文对不同参数组合(即气泡初始距离和气泡产生时间间隔)下两到三个气泡之间... 详细信息

水下气泡在军事作战、化学工程、医药医疗、超声波清洁等方面都有着重要的应用,清楚认识多个气泡之间的相互作用机理,对军事和民用的多个领域都有着重要意义。本文对不同参数组合(即气泡初始距离和气泡产生时间间隔)下两到三个气泡之间不同相互作用类型以及耦合毁伤效果进行了实验研究。首先,介绍了自主研制的多通道可延时放电高压电源,该电源可以在水中产生多个不同大小且产生时间间隔可控的气泡。通过电压测笔、电流环、水下自由场压力传感器和高速相机对电爆炸在水中产生冲击波的机理、气泡的特性(即最大半径和脉动周期)、能量的转化率进行了研究。然后对自由场水域中不同初始距离下两个同时产生的气泡的中心间距和气泡半径随时间演化规律进行了研究,并基于多气泡相互作用理论模型对两个气泡运动过程进行了预测,得到了与实验匹配较好的结果。在气泡初始距离的基础上又进一步考虑了气泡产生时间间隔对气泡相互作用的影响。在不同的无量纲初始距离和无量纲延时时间的组合下总结了五种气泡对相互作用形式:气泡融合、失效弹射器、穿刺射流、相对运动射流和相反运动射流。对穿刺射流的产生条件进行了分析,并给出了不同参数组合下的射流速度分布云图。在两个气泡相互作用机理认识的基础上,进一步考虑了三个初始间隔相同但延时时间不同的线性排列气泡的相互作用。依据气泡产生顺序,三个气泡相互作用主要分为三类:整体表现为弹射方向相远离的两个弹射器、弹射方向相对的两个弹射器和弹射方向一致的两个弹射器。以两个气泡产生的穿刺射流为参考,发现不同延时组合下产生的第三个气泡对该射流有增强或减弱作用。最后通过铝膜的变形程度评估了不同相互作用形式下气泡的耦合毁伤能力,发现强穿刺射流可以在铝膜表面形成破孔,有着最好的毁伤效果。本文的一些实验结果对舰船毁伤,细胞膜穿刺,药物运输和结石击碎等领域有一定的参考指导意义。

关键词：气泡相互作用射流冲击波耦合毁伤

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密闭容器中三维可压缩气泡相互作用的数值模拟研究

密闭容器中三维可压缩气泡相互作用的数值模拟研究

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2016海峡两岸流体力学研讨会

作者：关晖王金城卫志军吴锤结解放军理工大学气象海洋学院大连理工大学工程力学系大连理工大学深海研究中心大连理工大学航空航天学院

在日常生活、工业生产等领域中,气泡随处可见,其典型现象包括船用螺旋桨、水中兵器,液体火箭泵等的空化和空蚀以及气泡减阻中的微气泡和气穴等,因此气泡动力学的研究是航空航天工程、船舶与海洋工程以及环境工程等研究领域的热点之一。... 详细信息

在日常生活、工业生产等领域中,气泡随处可见,其典型现象包括船用螺旋桨、水中兵器,液体火箭泵等的空化和空蚀以及气泡减阻中的微气泡和气穴等,因此气泡动力学的研究是航空航天工程、船舶与海洋工程以及环境工程等研究领域的热点之一。本文运用数值模拟的方法,研究了三维可压缩气泡间的相互作用,将可压缩气泡置于密闭容器中,并分别研究了无自由面和具有自由面两种条件下多气泡的相互作用。在两个气泡相互作用的研究中发现,无自由面、气泡压力一大一小的条件下,随着振动的进行,低压气泡将首先被来自高压气泡方向的射流击穿;而在有自由面、气泡压力一大一小的条件下,低压气泡将首先被来自壁面方向的水流击穿,随后高压气泡将被来自自由面方向的水流击穿,最后低压气泡将将融于高压气泡。在四个气泡相互作用研究中发现,无自由面、所有气泡内压均高于液体压力的条件下,随着气泡的振动,气泡将逐渐靠近并融合为一个环状气泡,融合后,将被来自壁面的水流击穿,进而沿与融合路径垂直的方向分离为大小相当的两个环状气泡。本文还研究了在有自由面、所有气泡内压均高于液体压力的条件下、气泡接近自由面时,由于气泡的膨胀,将在其上方的自由面激起水柱,同时气泡在膨胀过程中相互融合,融合后的气泡在水柱的压力下将分解为一大一小两个气泡,小气泡将在大气泡的膨胀作用下,在水柱中央激起一个更细、更高的二级水柱。通过对比,发现在气泡等压的情况下,影响气泡形态和动力学特征的主要因素在无自由面和带自由面条件下分别为来自壁面方向的压力和来自自由面的压力;在气泡不等压的情况下,影响气泡形态和动力学特征的主要因素在无自由面和带自由面条件下分别为气泡间的压力差和来自自由面的压力。本研究有助于我们理解和探讨可压缩气泡相互作用时复杂的流动特征以及动力学特性。

关键词：可压缩气泡三维计算流体力学气泡相互作用

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密闭容器中三维可压缩气泡相互作用初探

密闭容器中三维可压缩气泡相互作用初探

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第九届全国流体力学学术会议

作者：关晖王金城卫志军吴锤结解放军理工大学气象海洋学院大连理工大学工程力学系大连理工大学深海研究中心大连理工大学航空航天学院

关键词：可压缩气泡三维计算流体力学气泡相互作用

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密闭容器中三维可压缩气泡相互作用研究

密闭容器中三维可压缩气泡相互作用研究

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第十一届南方计算力学学术会议（SCCM-11）

作者：关晖王金城卫志军吴锤结国防科技大学气象海洋学院大连理工大学工程力学系大连理工大学深海研究中心大连理工大学航空航天学院

在日常生活、工业生产等领域中,气泡随处可见,其典型现象包括船用螺旋桨、水中兵器,液体火箭泵等的空化和空蚀以及气泡减阻中的微气泡和气穴等,因此气泡动力的研究是航空航天工程、船舶与海洋工程以及环境工程等研究领域的热点之一。本... 详细信息

在日常生活、工业生产等领域中,气泡随处可见,其典型现象包括船用螺旋桨、水中兵器,液体火箭泵等的空化和空蚀以及气泡减阻中的微气泡和气穴等,因此气泡动力的研究是航空航天工程、船舶与海洋工程以及环境工程等研究领域的热点之一。本文运用数值模拟的方法,研究了三维可压缩气泡间的相互作用,将可压缩气泡置于密闭容器中,并分别研究了无自由面和具有自由面两种条件下多气泡的相互作用。在两个气泡相互作用的研究中发现,无自由面、气泡压力一大一小的条件下,随着振动的进行,低压气泡将首先被来自高压气泡方向的射流击穿;而在有自由面、气泡压力一大一小的条件下,低压气泡将首先被来自壁面方向的水流击穿,随后高压气泡将被来自自由面方向的水流击穿,最后低压气泡将将融于高压气泡。在四个气泡相互作用研究中发现,无自由面、所有气泡内压均高于液体压力的条件下,随着气泡的振动,气泡将逐渐靠近并融合为一个环状气泡,融合后,将被来自壁面的水流击穿,进而沿与融合路径垂直的方向分离为大小相当的两个环状气泡。本文还研究了在有自由面、所有气泡内压均高于液体压力的条件下、气泡接近自由面时,由于气泡的膨胀,将在其上方的自由面激起水柱,同时气泡在膨胀过程中相互融合,融合后的气泡在水柱的压力下将分解为一大一小两个气泡,小气泡将在大气泡的膨胀作用下,在水柱中央激起一个更细、更高的二级水柱。通过对比,发现在气泡等压的情况下,影响气泡形态和动力学特征的主要因素在无自由面和带自由面条件下分别为来自壁面方向的压力和来自自由面的压力;在气泡不等压的情况下,影响气泡形态和动力学特征的主要因素在无自由面和带自由面条件下分别为气泡间的压力差和来自自由面的压力。本研究有助于我们理解和探讨可压缩气泡相互作用时复杂的流动特征以及动力学特性。

关键词：可压缩气泡三维计算流体力学气泡相互作用

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可压缩气泡群相互作用的数值模拟研究

可压缩气泡群相互作用的数值模拟研究

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第十八届全国计算流体力学会议

作者：关晖王金城吴锤结

本文基于气泡动力学理论和开源软件OpenFOAM的可压缩两相流求解器,对封闭容器中的气泡群相互作用进行了数值模拟研究.在研究中分别考虑了无自由面和有自由面两种工况下单个气泡、两个气泡、四个气泡的气泡动力学行为和相互作用.通过参... 详细信息

本文基于气泡动力学理论和开源软件OpenFOAM的可压缩两相流求解器,对封闭容器中的气泡群相互作用进行了数值模拟研究.在研究中分别考虑了无自由面和有自由面两种工况下单个气泡、两个气泡、四个气泡的气泡动力学行为和相互作用.通过参数研究,得到了气泡溃灭周期、体积压缩比、气泡压力峰值、击穿、融合以及分离现象随着气泡压力、半径大小、泡间距、与自由面的距离等参数的变化而变化的定性规律.从众多参数实验中归纳出了影响气泡形态和动力学特征的主要因素:在无自由面工况下,是气泡的相对大小、液体压力以及气泡间的压力差;而有自由面工况下,是来自自由面的压力.

关键词：可压缩两相流自由面动力学行为气泡相互作用

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多泡溃灭过程中气泡间相互作用的研究

多泡溃灭过程中气泡间相互作用的研究

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第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会

作者：闻仲卿张凌新邵雪明浙江大学航空航天学院力学系流体动力及机电系统国家重点实验室

本研究对三维气泡群在压力驱动下的溃灭过程进行了直接数值模拟研究,采用VOF法捕捉气液界面,着重关注在多泡溃灭时气泡之间的相互作用。结果表明,多泡溃灭时,分布于外侧的泡延迟了内部泡的溃灭过程。同时,外侧泡溃灭时产生局部高压脉动... 详细信息

本研究对三维气泡群在压力驱动下的溃灭过程进行了直接数值模拟研究,采用VOF法捕捉气液界面,着重关注在多泡溃灭时气泡之间的相互作用。结果表明,多泡溃灭时,分布于外侧的泡延迟了内部泡的溃灭过程。同时,外侧泡溃灭时产生局部高压脉动,显著提高了内部泡周围的压力水平,加速了内部泡的溃灭,内部泡溃灭时产生的压力脉动也远高于外侧的泡产生的高压脉动。

关键词：气泡相互作用 VOF 直接数值模拟

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吹氩条件下结晶器内渣金界面运动行为的数值模拟研究

吹氩条件下结晶器内渣金界面运动行为的数值模拟研究

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作者：赵男男东北大学

学位级别：硕士

钢液从中间包注入到结晶器的过程中,钢液内的Al2O3、SiO2等夹杂物容易在结晶器的水口壁面聚集结瘤,造成水口堵塞,给铸坯质量带来极大的危害。为了抑制结晶器浸入式水口堵塞,水口吹氩技术应运而生。水口吹氩技术将氩气泡引入到钢液中,氩... 详细信息

钢液从中间包注入到结晶器的过程中,钢液内的Al2O3、SiO2等夹杂物容易在结晶器的水口壁面聚集结瘤,造成水口堵塞,给铸坯质量带来极大的危害。为了抑制结晶器浸入式水口堵塞,水口吹氩技术应运而生。水口吹氩技术将氩气泡引入到钢液中,氩气泡的聚合和破碎会改变其大小和空间分布,进而改变钢液流场以及渣金界面的运动行为。为了研究钢液中气泡的相互作用以及吹氩条件下渣金界面的运动行为,本文建立了一个考虑结晶器内氩气泡聚合和破碎、渣金界面的运动、渣气界面运动、气泡与钢液相互作用的多尺度数学模型。前人使用的多相流模型未将这些因素综合考虑。此外,传统的研究假定结晶器内单一气泡尺寸,而实际上在水口内部、出口以及结晶器其他部分,气泡会碰撞聚合破碎,如大气泡会优先从水口附近上浮,并冲击渣金界面,可能形成渣眼,造成钢液二次氧化。本研究中,模拟气泡多尺寸分布及其带来的渣金界面运动行为。本文的主要内容和结论如下:(1)吹氩条件下,拉速的增加使得结晶器窄面附近界面波高升高,界面速度增大,而水口附近界面波高逐渐降低,界面速度减小;吹氩量的增加使得结晶器内渣金界面波高升高,界面速度增大,其中对水口附近的影响显著,对窄面附近影响不明显;渣层厚度的增加使得整体界面波高升高,界面速度降低,渣金界面的最高点在水口附近,界面速度的最大值在窄面附近。(2)吹氩条件下,结晶器上表面渣眼主要由两个位置:1)浸入式水口附近;2)窄面附近。模拟发现,结晶器上表面渣眼是瞬态变化的,且关于水口中心线不对称。(3)吹氩条件下,随着拉速的增加,结晶器上表面窄面渣眼面积增大,水口附近渣眼面积不断减小,渣眼总面积增大;随着吹氩量的增加,结晶器上表面窄面渣眼面积减小,水口附近渣眼面积不断增加,渣眼总面积增大;随着结晶器上表面初始渣层厚度的增加,窄面附近渣眼面积不断减小至消失,水口附近渣眼面积不断减小,渣眼总面积不断减小。以渣眼面积最小为标准,在该模拟条件下,最佳工艺参数为:拉速0.6 m/min,吹氩量0.5 L/min,渣层厚度15 mm。(4)吹氩条件下,拉速增加使得气泡的冲击深度和分布范围都有所增加,气泡的尺寸有所减小;吹氩量使得气泡体积分数增加,气泡尺寸增大,气泡分布更广;渣层厚度的影响不明显。

关键词：连铸结晶器液面波动渣眼运动行为气泡相互作用

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水下固-液-气界面形态演化及调控

水下固-液-气界面形态演化及调控

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：吕鹏宇相耀磊薛亚辉段慧玲北京大学工学院青岛海洋科学与技术试点国家实验室北京大学南昌创新研究院

水下固-液-气界面是影响和调控水下运动物体性能的重要因素,在减阻、水力空化等领域发挥关键作用。固-液-气界面的形态演化极大的影响流固边界滑移性能,而对固-液-气界面形态的调控是实现流动控制的关键。本文从水下固-液-气界面的基本... 详细信息

水下固-液-气界面是影响和调控水下运动物体性能的重要因素,在减阻、水力空化等领域发挥关键作用。固-液-气界面的形态演化极大的影响流固边界滑移性能,而对固-液-气界面形态的调控是实现流动控制的关键。本文从水下固-液-气界面的基本特性出发,研究固-液-气界面的形态演化规律与稳定性;建立界面膨胀及塌缩的形态演化临界状态模型,提出利用固体微结构尺寸调控界面形态演化方法;发现气泡融合可以加速气泡从界面脱离,揭示气泡相互作用规律及表面能释放诱导气泡脱离的机理。本工作揭示水下固-液-气界面形态演化机理,为探索界面滑移特性及流动减阻提供理论基础与技术支撑。

关键词：固-液-气界面界面稳定性界面形态演化与调控气泡相互作用

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