导读:本文包含了流体弹性不稳定性论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:流体,不稳定性,弹性,粘弹性,流速,换热器,临界。
流体弹性不稳定性论文文献综述
张梦[1]（2019）在《微尺度下外部激励对粘弹性流体拉伸流动弹性不稳定性的影响研究》一文中研究指出微流控技术广泛用于化学、医疗以及生命科学等交叉学科中。微流体作为运输介质多数为非牛顿流体,如用于生物实验的组织体液和化学反应中的高分子聚合物溶液等。高分子聚丙烯酰胺水溶液作为粘弹性流体的典型代表可表现出与牛顿流体完全不同的流动特性。在微尺度下由于其内部显着的弹性应力,在外部激励或流体拉伸作用下呈现出特有的弹性不稳定性,如随时间波动或流场的空间对称破缺等特征。因此,研究粘弹性流体在微尺度下的不稳定现象有实际的应用意义并为解决微尺度下弹性作用等基础物理问题提供实验依据。通过实验观察流场迹线和数值模拟分析的方法,研究分析在不同边界条件下微尺度粘弹性流体的时间不稳定以及空间不稳定现象及规律。首先,为实验测量观察微尺度下粘弹性流体的流动,制备微米级宽度微尺度通道芯片。将传统的光学光刻技术和软材料刻蚀技术相结合,并搭建对流体有效操控的微流控测试系统平台。另外,采用传统旋转流变仪以及微流变学测量方法对实验溶液体系进行表征,包括甘油水溶液和聚丙烯酰胺水溶液。传统流变仪低频的测量结果与微流变学在高频振荡下的模量测量结果互为补充。在传统流变仪测量中,测量流体的速度与压力,分析粘性和弹性等物性参数,并得到聚丙烯酰胺水溶液的剪切稀变和弹性模量等粘弹性流体的特有流变学属性。其次,基于开源软件OpenFOAM在Oldroyd-B模型上建立适用于计算高维森贝格数的粘弹性流体数值求解器,并在该求解器中引入对粘弹性流体的外部驱动力(Body Force)。数值模拟分析了在外部力场的激励下粘弹性流体在泊肃叶流动边界条件中随时间的不稳定响应。通过改变外部力场的幅值、加载时间和波动周期来控制流体的不稳定性并拟合了瞬时速度响应曲线得到各参数关联公式。在恒力作用下粘弹性流体表现为欠阻尼振荡的不稳定性。在卸载力作用下形成的平台效应发生在流体振荡前1/4周期。对不恒定流速的傅里叶变换分析了粘弹性流体在不同激励下的振荡频率。振荡频率与粘弹性流体固有频率相同时可发生谐振,此时速度响应曲线的频谱呈现单一频率,且振幅最高。通过该方法可得到流体固有弹性属性即松弛时间。再次,通过不同的微通道结构设计在实验中实现了粘弹性流体不稳定性的调控。流体在非直线型通道中往往形成具有速度梯度场的拉伸流,并对粘弹性流体中的聚合物产生拉伸和松弛作用,从而诱发流体的弹性不稳定性。研究对比了在标准十字通道、预拉伸十字通道和非对称预拉伸通道中粘弹性流体的不稳定性。实验发现在不同的维森贝格数以及不同对称性的结构中,可以形成对称稳定态、不对称双稳态以及不稳定状态的粘弹性流场。在不同状态中,流场的对称性和流体的流出通道的偏向性发生改变。最后,选用预拉伸以及突扩结构变化的T型拉伸结构结合外部激励周期的调制进行对混合效果的研究,提出衡量混合效果的混合参数的定义和计算方法。结果表明在牛顿流体在频率扰动下抑制混合,粘弹性流体在高频下可以增强混合效果。比较了不同流动边界条件以及T型通道尺寸参数对混合的影响。在标准T型的基础上设计多种模型,对比Neck颈部汇合段长度的影响以及出口混合腔宽度的影响。通过对比发现,经过Neck颈部较长的条件下可以得到更均匀的混合效果,说明该段的预拉伸作用起到了关键影响作用。双侧周期振荡入口受相位差的影响非常大,相位差为π时混合效率最高。综上所述,通过数值计算和实验测量分析粘弹性流体在微尺度下的不稳定现象发生规律,并验证了通过优化微通道结构和改变流体激励,可以灵活调控和促进不稳定现象发生的临界条件。基于不稳定性的调控,可以实现诸如微混合器、存储器和信号传感器等多种微流器件。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
刘丽艳,石凯,徐炜,郭凯,谭蔚[2]（2019）在《同心圆排布管束流体弹性不稳定性模拟研究》一文中研究指出流体弹性不稳定性是换热器管束振动中最重要的激振机理,对同心圆排布管束的流体弹性不稳定性研究可以为该类型换热器的设计制造及维护提供参考。基于同心圆排布的几何特点,建立了类正方形排布、过渡排布和类叁角形排布3个具有代表性的物理模型,采用ANSYS CFX软件进行了流固耦合模拟计算,获得流场信息和振动特性。通过对同心圆排布不同位置处的临界流速、主振方向进行分析,发现主振方向会随间隙流速增大,由顺流方向变为横流方向;在3种排列中,类正方形排布区域临界流速最大,过渡排布区域临界流速最小,结果表明,同心圆排布管束中过渡排布最易失稳,在设计及工程应用中应重点关注该区域。(本文来源于《压力容器》期刊2019年05期）
尹晨[3]（2018）在《低雷诺数条件下压力驱动的粘弹性流体在流体——多孔介质系统内的热不稳定性分析》一文中研究指出本文主要研究了受压力驱动下一类粘弹性流体在水平流体-多孔介质组成的复杂系统内的热对流稳定性问题。借助粘弹性流体的本构关系,本研究构建粘弹性流体受压力驱动的在流体-多孔介质系统内流动和传热的数学模型,借助线性稳定性分析的方法将该问题简化为一类特征值问题,并使用Chebyshev-tau QZ算法对该问题的特征值进行数值模拟,进而得到了不同情况下该问题的中性曲线和临界瑞利数。研究表明,不同于单一流动情况单模的中性曲线,流体和多孔介质构建的系统中的中性曲线呈现出双模的特性,即随着两层厚度比的变化,系统稳定性可能会由不同的流动层面来主导。压力驱动导致本问题中可能会出现横向模态和纵向模态两种对流现象,本文基于粘弹性流体的特点对两种现象进行了研究。研究发现不同于牛顿流体中总是纵向模态优先发生的结论,在粘弹性流体一定的物理条件和加热模式下横向模态可能会先于纵向模态发生。本文的研究成果可以完善粘弹性流体的理论,细化流体-多孔介质系统的力学模型,并为其在相关工业设计领域的应用提供一定的理论依据和数值结果。(本文来源于《第十届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2018-10-25）
李昭[4]（2018）在《不等频率管阵流体弹性不稳定性研究》一文中研究指出折流杆换热器因其结构简单,传热高效而被广泛采用,但是换热器中支撑失效的存在会导致管阵中某些换热管固有频率降低,形成不等频率管阵,极易引起流体弹性不稳定性,造成换热器破坏。研究支撑失效和不等频率管阵的流体弹性不稳定性研究对折流杆换热器的设计和运行有重要意义。本文采用数值计算的方法研究了发生支撑失效时换热管固有频率的变化规律,得到了不同位置和数量支撑失效对换热管固有频率和振型的影响。结果表明,换热管固有频率与支撑失效的位置、数量和支撑的约束方向等因素有关。单支撑失效的时会明显降低换热管的1阶固有频率,最大降幅达62.1%,但对高阶(2阶以上)模态无明显影响;两支撑失效时,换热管模态与两个失效支撑的距离和原约束方向均有关。利用水洞实验装置和基于高速摄影的可视化采集系统,研究了排布形式为转角叁角形和正方形,节径比为1.4和1.28的不等频率管阵中管束的振动特征。提出了频率分散率的概念用来描述管阵的频率特征,得到了不等频率管阵的流体弹性不稳定性特性与频率分散率的关系。结果表明,正方形排布的管阵临界流速随频率分散率的增大而增大,且该现象在两种节径比中均存在,节径比为1.28的8mm管的临界流速增幅达28%,转角叁角形中未发现此现象。频谱分析表明,等频率管阵和不等频率管阵的振动特征变化规律基本一致。采用数值计算方法,研究了正方形不等频率管阵的流固耦合规律,分析了数值计算模型与实验结果的区别,研究了转角正方形和叁角形排布不等频率管阵的临界流速情况。数值计算结果表明,计算所得的临界流速与实验结果误差为13%。频谱分析表明,数值计算的换热管振动频谱与实验结果基本相同。基于以上研究结果,本文采用数值模拟方法研究了叁角形排布和转角正方形排布的不等频率管阵流体弹性不稳定性规律,结果表明,叁角形排布临界流速随着频率分散率的提高而增大,转角正方形排布的等频率管阵临界流速小于不等频率管阵,而不等频率管阵的临界流速基本相同。(本文来源于《天津大学》期刊2018-06-01）
程瑞佳,张亚楠,肖清,陈小阁,刘宝庆[5]（2018）在《流体诱发换热器管束弹性不稳定性的数值模拟》一文中研究指出针对常规换热器频发的振动破坏现象,课题组基于动网格技术和双向流固耦合方法,建立了流体诱发管束振动的叁维数值模型。采用数值模拟对实验难以获得的管束振动轨迹进行了补充;研究了管束发生流体弹性不稳定性时主振方向的变化;分析了管子位置的分布对振动的影响;探究了管束的排列方式和节径比对流体弹性不稳定性的影响。结果显示:流体弹性不稳定性先发生在曳力方向,后发生在升力方向;位于边缘的管子的振幅大于中间管子的振幅;在4种排列方式的管束中,发生流体弹性不稳定性从难到易依次为正方形、正叁角形、转置正方形、转置正叁角形;在一定的范围内,节径比越小,越易于发生流体弹性不稳定性。课题组对换热器管束在模拟方面的研究可对工程应用起到一定的指导作用。(本文来源于《轻工机械》期刊2018年03期）
王鹏,薛纭,楼智美[6]（2017）在《黏性流体中超细长弹性杆的动力学不稳定性》一文中研究指出基于坐标基矢摄动的方法研究了黏性流体中超细长弹性杆动力学稳定性判据与失稳后的模态选择,推导出了黏性介质中超细长弹性杆Kirchoff动力学方程的一阶摄动表示,即线性的二阶偏微分方程组.以平面扭转DNA环为例,说明了以上结果的应用,得到了平面扭转DNA环的稳定性判据及其稳定的临界区域,讨论了其失稳后的模态选择及黏性阻力对其的影响.(本文来源于《物理学报》期刊2017年09期）
陈小阁[7]（2017）在《流体诱发管束振动的流体弹性不稳定性研究》一文中研究指出换热器的管束振动可引起管子的微量磨损和疲劳,维修和更换换热管耗费高昂。至于管子振动的机理,目前比较一致的观点有四种,即:旋涡脱落、湍流抖振、流体弹性不稳定性以及声共振,其中,流体弹性不稳定性是流体诱发管束振动的最危险的诱发因素,极易引起管子的大幅度振动导致其在支撑处被快速磨损。目前,已经存在许多关于流体弹性不稳定性的实验研究,但由于振动机理的复杂性,相关的设计准则在学术界并未给出统一的结论。因此,有关流体弹性不稳定性的研究还需要进一步的展开,为换热器的设计提供更多的理论依据。本文创新设计了可用于单相流和两相流诱发管束振动的实验测试平台。在实验的过程中,研究了和对比了正方形和正叁角形排列、节径比为1.28和1.33的四种管束装置的流体弹性不稳定性,并测试了管束在单相流和两相流中的振动特性。同时,本文还采用计算流体力学(CFD)和流固耦合的方法,使用经实验验证的有限元模型对管束振动的流体弹性不稳定性进行了模拟研究,得到了流场和结构场中的信息,并进行分析,补充了实验研究的内容,对深入理解流体弹性不稳定性的机理提供帮助。结果发现:a)无论在单相流还是两相流中,在相同条件下,正方形排列的管束结构比正叁角形排列的管束结构更稳定;b)在含气率低于80%的两相横向流中,对于节径比不小于1.28的正叁角形和正方形排列管束,推荐正叁角形排列管束的不稳定常数K为3.4,正方形排列管束的不稳定常数K为4.0;c)随着节点流速的增大,管束流体弹性不稳定性的主振方向从曳力方向向升力方向转化;d)管束排列方式中,发生流体弹性不稳定性的难易程度依次为:正方形最难,正叁角形次之,转置正方形再次之,转置正叁角形最容易;e)发现随着节径比的增大,发生流体弹性不稳定性的临界流速也逐渐增大。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-03-09）
段振亚,宋晓敏,聂清德,樊东东[8]（2017）在《稀醋酸酐冷凝器流体弹性不稳定性分析》一文中研究指出流体弹性不稳定性是最常见、最具破坏性的换热器管束激振诱因。但由于两相流的流体弹性不稳定性研究尚不成熟,国内外各个标准给出的分析方法,仍然是基于单相流的理论,尤其是临界流速的计算,并未考虑两相流流型的影响,是不完善的。文章以稀醋酸酐冷凝器为研究对象,分别采用GB/T 151—2014《热交换器》计算方法和推荐的两相流计算方法来校核管束的流体弹性不稳定性,并对不同计算方法进行对比与分析。结果表明:针对文章算例,采用GB/T 151—2014《热交换器》计算方法得到的临界速度比按两相流计算得到的临界速度高,会为换热器埋下流体弹性振动的隐患。(本文来源于《石油化工设备技术》期刊2017年01期）
谭蔚,晋文娟,吴皓,杨志海[9]（2016）在《刚性管对正方形排布管束流体弹性不稳定性的影响研究》一文中研究指出采用水洞试验,将中心管上下游不同位置管束改为刚性管,测定了不同流速下中心管的振动响应,研究了刚性管对正方形排布管束的流体弹性不稳定性的影响。试验结果表明,上游刚性管对中心管振动的抑制效果比下游刚性管明显。上游刚性管数量的不同对中心管振幅的影响较小,但对其临界流速的影响较大。上游刚性管间距的不同对中心管振幅和临界流速的影响不同。试验结果可为工程实践提供参考和依据。(本文来源于《压力容器》期刊2016年03期）
晋文娟,谭蔚,吴皓[10]（2015）在《小节径比管阵流体弹性不稳定性的实验研究》一文中研究指出流体弹性不稳定性是导致换热器管束振动失效的重要原因之一。刚性管阵中一根弹性管的测试经常被用作简化方法来研究全弹性管阵的流体弹性不稳定性,但其是否适用于小节径比的管阵目前尚无一致的结论。文中采用水洞实验对节径比1.28,正方形排布的刚性管阵中一根弹性管的振动特性进行了研究,并与全弹性管阵进行对比,验证上述简化方法对于小节径比管阵的适用性,同时也对比分析了2种管阵的振动特性的区别。结果表明:对于节径比较小的管阵,不可用刚性管阵中一根弹性管的简化方法来代替全弹性管阵研究管束的流体弹性不稳定性。全弹性管阵中的管束失稳后的不稳定行为比刚性管阵中一根弹性管束更为剧烈。刚性管阵中弹性管的主振方向为横流方向,而全弹性管阵中则是一个变化的过程。实验结果为小节径比管阵的流体弹性不稳定性的研究提供参考和依据。(本文来源于《化学工程》期刊2015年12期）
流体弹性不稳定性论文开题报告
（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：
流体弹性不稳定性是换热器管束振动中最重要的激振机理,对同心圆排布管束的流体弹性不稳定性研究可以为该类型换热器的设计制造及维护提供参考。基于同心圆排布的几何特点,建立了类正方形排布、过渡排布和类叁角形排布3个具有代表性的物理模型,采用ANSYS CFX软件进行了流固耦合模拟计算,获得流场信息和振动特性。通过对同心圆排布不同位置处的临界流速、主振方向进行分析,发现主振方向会随间隙流速增大,由顺流方向变为横流方向;在3种排列中,类正方形排布区域临界流速最大,过渡排布区域临界流速最小,结果表明,同心圆排布管束中过渡排布最易失稳,在设计及工程应用中应重点关注该区域。
（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。
流体弹性不稳定性论文参考文献
[1].张梦.微尺度下外部激励对粘弹性流体拉伸流动弹性不稳定性的影响研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].刘丽艳,石凯,徐炜,郭凯,谭蔚.同心圆排布管束流体弹性不稳定性模拟研究[J].压力容器.2019
[3].尹晨.低雷诺数条件下压力驱动的粘弹性流体在流体——多孔介质系统内的热不稳定性分析[C].第十届全国流体力学学术会议论文摘要集.2018
[4].李昭.不等频率管阵流体弹性不稳定性研究[D].天津大学.2018
[5].程瑞佳,张亚楠,肖清,陈小阁,刘宝庆.流体诱发换热器管束弹性不稳定性的数值模拟[J].轻工机械.2018
[6].王鹏,薛纭,楼智美.黏性流体中超细长弹性杆的动力学不稳定性[J].物理学报.2017
[7].陈小阁.流体诱发管束振动的流体弹性不稳定性研究[D].浙江大学.2017
[8].段振亚,宋晓敏,聂清德,樊东东.稀醋酸酐冷凝器流体弹性不稳定性分析[J].石油化工设备技术.2017
[9].谭蔚,晋文娟,吴皓,杨志海.刚性管对正方形排布管束流体弹性不稳定性的影响研究[J].压力容器.2016
[10].晋文娟,谭蔚,吴皓.小节径比管阵流体弹性不稳定性的实验研究[J].化学工程.2015
论文知识图
