检索结果-内蒙古大学图书馆

水动力学研究与进展A辑 2025年第1期 157-165页

作者：刘一帆刘宇航段靖飞胡进森高丹张宇宁华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

含沙水流中，颗粒附近空化泡溃灭产生的冲击波是引起水力机械过流部件表面损坏的原因之一。该文基于开源软件OpenFOAM，采用有限体积法及流体体积法对双颗粒附近空化泡诱导的冲击波进行了模拟。结果表明，空化泡的初生和溃灭都会产生冲... 详细信息

含沙水流中，颗粒附近空化泡溃灭产生的冲击波是引起水力机械过流部件表面损坏的原因之一。该文基于开源软件OpenFOAM，采用有限体积法及流体体积法对双颗粒附近空化泡诱导的冲击波进行了模拟。结果表明，空化泡的初生和溃灭都会产生冲击波，且空化泡与颗粒间的距离是影响冲击波产生和发展的主要因素。根据空化泡形态演化、射流和冲击波的产生和发展过程，识别到4种典型物理现象。空化泡分裂时产生的冲击波在液体中传播，而射流产生的冲击波在空化泡内传播。随空化泡与颗粒之间距离的增加，空化泡初生的冲击波引起的颗粒表面峰值压力逐渐减小。

关键词：空化泡颗粒冲击波压力脉动

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ZrB2含量对Nb-Mo-ZrB2复合材料氧化行为的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2019年第12期48卷 3846-3854页

作者：高远刘宗德王琦孙有美龚燕华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

利用热压烧结法,在2400℃烧结温度下,制备了NbMo固溶体(此后记作(Nb,Mo)ss)基陶瓷颗粒增强复合材料。其中,ZrB2陶瓷增强相的体积分数分别为15%,30%,45%和60%。研究了在800,1000和1200℃下,ZrB2含量对复合材料抗氧化性和氧化产物演变的... 详细信息

利用热压烧结法,在2400℃烧结温度下,制备了NbMo固溶体(此后记作(Nb,Mo)ss)基陶瓷颗粒增强复合材料。其中,ZrB2陶瓷增强相的体积分数分别为15%,30%,45%和60%。研究了在800,1000和1200℃下,ZrB2含量对复合材料抗氧化性和氧化产物演变的作用。结果表明,氧化温度和ZrB2含量均对复合材料的氧化行为有影响。从氧化速率常数角度讲,ZrB2-(Nb,Mo)ss复合材料的抗氧化性随ZrB2含量的增加而提高,随氧化温度的提高而降低。8001000℃的氧化产物中含有膜状Nb2Zr6O17相,能作为屏障阻止氧气向基体扩散,因此在8001000℃时,复合材料氧化速率较低。然而,在1200℃氧化时未发现Nb2Zr6O17相,MoO3的剧烈挥发和ZrO2的体积效应破坏了Nb2Zr6O17保护层,导致了氧化层严重剥落,材料的抗氧化性极差。综上,结合观察到的氧化产物形貌,详细阐述了不同ZrB2含量的复合材料在不同温度下的抗氧化机制。

关键词：金属基陶瓷复合材料 ZrB2 氧化行为

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连续凹槽基底对含非溶性活性剂薄液膜流动特性的影响

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物理学报 2014年第22期63卷 248-257页

作者：李春曦陈朋强叶学民华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

针对连续凹槽基底上含非溶性活性剂液膜的流动过程,采用润滑理论建立了液膜厚度和活性剂浓度演化模型,利用PDECOL程序数值模拟得到了液膜流动的动力学特征及基底结构参数的影响.研究表明:活性剂液膜流经连续凹槽时,负向台阶处形成凹陷,... 详细信息

针对连续凹槽基底上含非溶性活性剂液膜的流动过程,采用润滑理论建立了液膜厚度和活性剂浓度演化模型,利用PDECOL程序数值模拟得到了液膜流动的动力学特征及基底结构参数的影响.研究表明:活性剂液膜流经连续凹槽时,负向台阶处形成凹陷,正向台阶处形成隆起,且随时间逐渐增大;与平整基底相比,连续凹槽下的活性剂液膜铺展速度加快;基底凹槽的高度增加或斜度减小可加速液膜破断的可能性;增大凹槽宽度可促进液膜流动;减小斜度会使液膜进入第一凹槽前形成隆起特征;重力在液膜的爬坡和下坡过程中具有相反的作用,但均使得流动稳定性变差;分子间作用力形成的结合压可加速液膜流动,进而引发去湿润现象,分离压则与之相反.

关键词：活性剂液膜非平整基底铺展分子间作用力

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基于MODA算法的有机朗肯循环多目标优化

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工程热物理学报 2019年第11期40卷 2483-2490页

作者：韩中合梅中恺李鹏华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

针对中高温烟气驱动的有机朗肯循环发电系统进行多目标优化设计,以热效率和单位输出功率的系统总投资成本(PER)为多目标函数,选取蒸发温度和冷凝温度为决策变量,引入多目标蜻蜓算法(MODA)对工质苯的最佳循环参数进行寻优,采用一维向心... 详细信息

针对中高温烟气驱动的有机朗肯循环发电系统进行多目标优化设计,以热效率和单位输出功率的系统总投资成本(PER)为多目标函数,选取蒸发温度和冷凝温度为决策变量,引入多目标蜻蜓算法(MODA)对工质苯的最佳循环参数进行寻优,采用一维向心透平效率模型取代固定透平等熵效率,并对工质进行敏感性分析。结果表明:透平效率随蒸发温度增加单调减少,随冷凝温度增加单调增加;在帕累托前沿中,随着热效率的增加,变透平效率寻优结果中PER迅速增加,定透平效率寻优结果中PER增加相对较平缓;热源温度越高,定透平效率寻优结果和变透平效率寻优结果差异越大。

关键词：有机朗肯循环多目标蜻蜓算法一维向心透平效率模型热经济学敏感性分析

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受热基底上的液滴铺展及换热特性

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物理学报 2016年第23期65卷 160-172页

作者：叶学民李永康李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

液滴在受热基底上的铺展特征将直接影响其传热特性.基于润滑理论建立了单液滴在受热基底上的演化模型,模拟了壁温均匀和自中心向两侧呈指数规律衰减两种情形下液滴的铺展历程,提出了一种针对二维液滴表面热流密度和传热量的计算方法,借... 详细信息

液滴在受热基底上的铺展特征将直接影响其传热特性.基于润滑理论建立了单液滴在受热基底上的演化模型,模拟了壁温均匀和自中心向两侧呈指数规律衰减两种情形下液滴的铺展历程,提出了一种针对二维液滴表面热流密度和传热量的计算方法,借助该方法分析了液滴铺展特征及外部对流换热条件对传热特性的影响,所得结果与已有文献有较好的一致性.结果表明:当壁温均匀时,液滴在重力驱动下呈现具有"单峰"结构的对称铺展特征,表面热流密度由两侧向中心递减;液滴表面积随时间小幅增大,传热能力有所增强.当壁温自中心向两侧呈指数规律衰减时,液滴铺展明显呈现三个阶段特征,厚度剖面由"单峰"结构渐变为"双峰"结构,且"双峰"峰值随时间先增大后减小,该变化源于重力和热毛细力的复杂博弈及在演化过程中的交替主导地位;液滴中心处热流密度不断增大,"双峰"处热流密度则持续减小;接触线处热流密度相比邻近有一明显跃升;液滴表面积随时间显著增大,传热能力有效提高.增强外部对流换热条件虽将减缓液滴铺展过程,抑制其表面积增大,但总体上有利于提高其传热能力,且随时间增长,该现象愈加显著;增大毕渥数使液滴动态接触角及接触线移动速率的变化发生延迟,但并不改变其总体特征.

关键词： “双峰”结构铺展特征热流密度热毛细力

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表面弹性对含可溶性活性剂垂直液膜排液的影响

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物理学报 2018年第21期67卷 243-255页

作者：叶学民李明兰张湘珊李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

针对含可溶性活性剂的垂直液膜排液过程,在考虑表面弹性作用的基础上,采用润滑理论建立了液膜厚度、表面速度、表面和内部活性剂浓度的演化方程组,通过数值计算分析了表面弹性和活性剂溶解度耦合作用下的液膜演化特征.结果表明:表面弹... 详细信息

针对含可溶性活性剂的垂直液膜排液过程,在考虑表面弹性作用的基础上,采用润滑理论建立了液膜厚度、表面速度、表面和内部活性剂浓度的演化方程组,通过数值计算分析了表面弹性和活性剂溶解度耦合作用下的液膜演化特征.结果表明:表面弹性是影响可溶性活性剂垂直液膜排液过程中必不可少的因素.排液初期,随表面弹性增加,液膜初始厚度增大,表面更趋于刚性化.随排液进行,弹性不同的液膜呈现不同的典型排液特征:当弹性较小时,液膜上部表面张力高,下部表面张力低,产生正向的马兰戈尼效应,与重力作用相抗衡.当弹性较大时,膜上部表面张力低,下部表面张力高,产生逆向的马兰戈尼效应,促使液膜排液加速,更易发生失稳.活性剂溶解度通过控制液膜表面的活性剂分子吸附量,进而影响表面弹性:当活性剂溶解度较大时,液膜厚度较小,很快发生破断;随溶解度降低,液膜稳定性增加,初始表面弹性也随之增大,并随液膜变薄逐渐接近极限膨胀弹性值.

关键词：垂直液膜可溶性活性剂表面弹性溶解度排液过程

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平衡接触角对受热液滴在水平壁面上铺展特性的影响

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物理学报 2016年第10期65卷 198-210页

作者：叶学民李永康李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

壁面温度是影响壁面润湿性的重要外部条件.为解决液滴铺展中三相接触线处应力集中问题,已有研究多采用预置液膜假设,但无法探究壁面温度对润湿性的影响.本文针对受热液滴在固体壁面上的铺展过程,基于润滑理论建立了演化模型,通过数值模... 详细信息

壁面温度是影响壁面润湿性的重要外部条件.为解决液滴铺展中三相接触线处应力集中问题,已有研究多采用预置液膜假设,但无法探究壁面温度对润湿性的影响.本文针对受热液滴在固体壁面上的铺展过程,基于润滑理论建立了演化模型,通过数值模拟,从平衡接触角角度分析了温度影响壁面润湿性及铺展过程的内部机理.研究表明:随温度梯度增大,液滴所受Marangoni效应增强,致使液滴向低温区的铺展速率加快;铺展过程中,位于高温区的接触线与液滴主体部分间形成一层薄液膜,重力与热毛细力先后主导该区域的铺展;当液-固或气-液界面张力对温度的敏感度高于另两个界面时,低温区方向的平衡接触角不断增大,使壁面润湿性恶化,导致液滴铺展减慢;而当气-固界面张力对温度的敏感度高于其他两个界面时,低温区方向上的平衡接触角将减小,由此改善壁面润湿性,加快液滴铺展;在温度影响壁面润湿性和液滴铺展过程中,平衡接触角起关键作用.

关键词：接触线接触角 Marangoni效应热毛细力

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自润湿流体液滴的热毛细迁移特性

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物理学报 2018年第18期67卷 215-226页

作者：叶学民张湘珊李明兰李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

采用数值模拟方法研究了自润湿流体液滴的热毛细迁移特性.基于润滑理论和滑移边界条件建立了二维液滴运动的演化模型,分析了液气界面张力极小值对应温度在壁面上的位置(临界点)与液滴位置间的相对关系对液滴运动特性的影响.结果表明,对... 详细信息

采用数值模拟方法研究了自润湿流体液滴的热毛细迁移特性.基于润滑理论和滑移边界条件建立了二维液滴运动的演化模型,分析了液气界面张力极小值对应温度在壁面上的位置(临界点)与液滴位置间的相对关系对液滴运动特性的影响.结果表明,对于壁面润湿性不随温度变化的情形,随液滴初始位置相对临界点的向左移动,液滴的迁移方向发生改变,但液滴受热毛细力驱动总是向界面张力高的方向移动.对于壁面润湿性随温度变化的情形,无论液滴初始放置于临界点何处,受高温侧壁面润湿性恶化的影响,液滴均向低温区迁移;随液滴初始位置相对临界点的向左移动,液滴受方向向左的热毛细力增大,提高了其向低温区的迁移速率.控制自润湿流体液滴运动可通过调控临界点与液滴位置间的关系来实现,欲抑制液滴向低温区的迁移,则应将液滴放置于临界点右侧.

关键词：自润湿液滴接触线热毛细力

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液滴在不同润湿性表面上蒸发时的动力学特性

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物理学报 2018年第11期67卷 161-172页

作者：叶学民张湘珊李明兰李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

基于润滑理论,采用滑移边界条件建立了二维液滴厚度的演化模型和移动接触线动力学模型,利用数值计算方法模拟了均匀加热基底上固着液滴蒸发时的动力学特性,分析了液-气、固-气和液-固界面张力温度敏感性对壁面润湿性和液滴动态特性的影... 详细信息

基于润滑理论,采用滑移边界条件建立了二维液滴厚度的演化模型和移动接触线动力学模型,利用数值计算方法模拟了均匀加热基底上固着液滴蒸发时的动力学特性,分析了液-气、固-气和液-固界面张力温度敏感性对壁面润湿性和液滴动态特性的影响.结果表明,液滴的运动过程受毛细力、重力、热毛细力和蒸发的影响,重力对液滴铺展起促进作用,而毛细力、热毛细力则起抑制作用;通过改变界面张力温度敏感性系数,可使液滴蒸发过程中的接触线呈现处于钉扎或部分钉扎模式,且接触线钉扎模式下的液滴存续时间低于部分钉扎模式;提高液-气与液-固界面张力温度敏感系数均可改善壁面润湿性能,加快液滴铺展速率;而增大固-气界面张力温度敏感系数则导致壁面润湿性能恶化、延缓液滴铺展过程;通过改变固-气界面张力温度敏感系数更有利于调控处于蒸发状态下的液滴运动.

关键词：液滴蒸发润湿性钉扎

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倾斜粗糙壁面上含不溶性活性剂溶液的动力学特性

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物理学报 2013年第21期62卷 269-281页

作者：李春曦裴建军叶学民华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

针对倾斜随机粗糙壁面上含不溶性活性剂溶液的流动过程,采用润滑理论建立了液膜厚度和浓度的时空演化模型,通过PDECOL程序数值求解得到了液膜流/液滴铺展的动力学特性及壁面结构参数的影响.研究表明:在重力分量和Marangoni效应共同作用... 详细信息

针对倾斜随机粗糙壁面上含不溶性活性剂溶液的流动过程,采用润滑理论建立了液膜厚度和浓度的时空演化模型,通过PDECOL程序数值求解得到了液膜流/液滴铺展的动力学特性及壁面结构参数的影响.研究表明:在重力分量和Marangoni效应共同作用下,液膜流/液滴铺展速度加快,液膜边缘和液滴中心出现毛细隆起,液膜/液滴底部出现凹陷,同时受粗糙壁面影响,液膜表面变形更显著.增加壁面倾角θ具有使重力分量和Marangoni效应增强,导致隆起和凹陷程度均有所增加的作用.增大壁面高度D可使液膜流/液滴铺展速度加快,表面变形放大.而壁面波数k0则使液膜流/液滴铺展过程减缓,抑制隆起和凹陷产生.与液膜流相比,D和k0对液滴铺展速度的影响相对较小.

关键词：随机粗糙壁面液膜 Marangoni效应倾斜流动

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