阻流体论文-莫伟南

阻流体论文-莫伟南

导读:本文包含了阻流体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:湍流减阻,FLUENT,用户自定义函数,粘弹性特性

阻流体论文文献综述

莫伟南[1](2018)在《基于粘弹性模型CFD模拟的减阻流体管道流动研究》一文中研究指出在水中加入少量的高聚物或表面活性剂,可以有效减小流体湍流流动的阻力,从而能够降低远距离流体输送中的能耗。添加剂湍流减阻技术具有巨大的工程应用价值。关于添加剂湍流减阻技术的研究集中在减阻机理研究和减阻工程应用两个方面,探究满足工程要求的数值计算方法逐渐成为该领域重要的研究课题。本文选择应用CFD软件FLUENT,通过其中的自定义函数功能,实现对减阻流体圆管流的数值模拟。本文首先通过流变实验,对中低浓度表面活性剂流体CTAC的流变学特性进行了研究。流变实验中,CTAC流体剪切粘度随剪切率的变化大致经历了剪切稀化、剪切增稠和二次剪切稀化过程;CTAC溶液剪切粘度值随温度的升高呈减小趋势,且温度对溶液剪切粘度值有较大的影响;Giesekus模型能够较好模拟溶液的剪切稀化和粘弹性特性。流变实验还得到了不同条件下的流变参数。基于FLUENT软件的计算逻辑,本文给出了流体管流研究中数值模拟控制方程的具体形式和数值计算方法,详述了计算域网格的划分和计算参数的设置。同时给出了在FLUENT中通过用户自定义函数功能(UDF)实现对Giesekus粘弹性本构关系定义的具体方法。运用激光多普勒测速技术对水的圆管流动进行了流场测量,得到了两个测量断面的流速分布情况;比较水的物理测流实验与数值实验结果,可以认为本文的数值计算方法具有一定的准确性和可行性。用Giesekus粘弹性模型对叁种浓度CTAC减阻流体的圆管流进行了数值模拟,与牛顿流体水的模拟结果相比较,各浓度CTAC流体均表现出了湍流减阻特性,减阻效率有随溶液浓度升高而增大的趋势;各浓度CTAC流体雷诺剪切应力分布曲线的波峰值更靠近管道中心区域。最后基于Giesekus粘弹性模型对不同维森贝格数We数和溶剂粘度比β下粘弹性减阻流体的圆管流进行了数值计算,以牛顿流体水作为对照。通过分析减阻流体断面平均流速分布、无量纲时均流速分布以及摩擦系数随雷诺数的变化规律,在定性和定量上进一步验证了运用FLUENT软件的UDF功能对减阻流体进行模拟的可靠性和可行性。粘弹性特性改变了溶液湍流流场结构,减阻率随着We数和溶剂粘度比β的增大而增大;从径向湍动能分布规律可以看出较大We数和溶剂粘度比β下溶液湍流脉动受到抑制的强度更大。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-06-01)

张蕊华,张建辉,胡笑奇,陈小元[2](2016)在《叁棱柱阻流体无阀压电泵流量特性试验》一文中研究指出为了提高无阀压电泵的输出流量,分析泵中无移动部件(叁棱柱组)参数对泵输出流量的影响规律,改进设计了5组叁棱柱阻流体无阀压电泵,并分别对其进行了流量试验。首先,分析了该压电泵的结构和工作原理;其次,建立了压电泵的流量计算公式,得到了泵输出流量与叁棱柱组主要参数的关系表达式,利用MATLAB软件绘制了叁棱柱正反向流阻比、叁棱柱个数与泵输出流量的关系曲线;最后,利用3D打印技术实际制作了5组叁棱柱阻流体无阀压电泵,并对其进行了流量试验。试验结果表明:在驱动电压和驱动频率不变的条件下,叁棱柱组参数对泵的输出流量有较大的影响,其中,泵输出流量随叁棱柱个数、高度的增加而增大,随叁棱柱与泵腔壁的间隙及叁棱柱顶角的增大而减小;另外,泵的输出流量随相邻叁棱柱间距的增大而增大,当间距增加到一定值后,泵的输出流量不再继续增大,反而会减小,其值接近于某一定值。(本文来源于《振动.测试与诊断》期刊2016年03期)

张蕊华,张建辉,朱银法,胡笑奇[3](2016)在《叁棱柱阻流体无阀压电泵的设计与试验》一文中研究指出以叁棱柱阻流体为无移动部件阀,结合3D打印技术的快速一体成型特点,设计并制作了以压电振子为动力源的叁棱柱阻流体无阀压电泵。分析了该无阀压电泵的工作原理、理论流量和振子振动特性,推导出了它的的流量表达式。利用有限元法对叁棱柱阻流体的流阻特性进行了仿真模拟,由其内部压强分布及进出口流速情况,定性分析了叁棱柱阻流体的正反向流阻大小。最后,使用3D打印机制作了该无阀泵的试验样机,并进行了流阻和流量测量试验。试验结果表明:叁棱柱阻流体具有正反向绕流流阻不等的特性,当驱动电压为550V,驱动频率为8 Hz时,该压电泵的输出流量达到最大,为29.8mL/min。结果证明了该叁棱柱阻流体无阀压电泵具有良好的输送流体的能力。(本文来源于《光学精密工程》期刊2016年02期)

纪晶,张建辉,季瑞南,曹炳鑫[4](2014)在《半球缺纵向排列对半球缺阻流体无阀泵的影响》一文中研究指出为分析半球缺阻流体无阀压电泵中阻流体半球缺的绕流阻力的大小及变化规律对泵输出性能的影响,对阻流体作用规律进行了试验研究。首先,建立了两个半球缺纵向遮流系数及流阻系数的计算公式;其次,递推出多个半球缺纵向排列遮流阻力作用规律;最后,建立了任意多个半球缺纵向流阻系数的关系式。通过对纵向排列半球缺的流阻及泵流量试验,验证了该关系式的正确性;同时,在驱动电压为120V、频率为6Hz时,置入4个半球缺得到了43.89mL/min的最大泵流量,理论与试验流量变化趋势一致。研究表明,半球缺纵向流阻系数关系式可用于半球缺无阀压电泵的流阻及泵流量计算,球缺数量与泵流量呈正相关。(本文来源于《振动.测试与诊断》期刊2014年06期)

曹炳鑫,张建辉,陈道根,纪晶[5](2014)在《半球缺阻流体无阀压电泵流场分析》一文中研究指出为使半球缺阻流体无阀压电泵在医疗、保健、航空航天器等领域得到更好的应用,需对半球缺阻流体无阀压电泵的工作特性进行相关的研究分析。该文首先对半球缺阻流体无阀压电泵的结构和工作原理进行了分析,并对泵内流阻特性进行理论分析;同时,采用有限元软件对半球缺阻流体无阀压电泵内部流场进行了模拟分析,结果表明,泵内流体正反向流时的流速随半球缺半径的增大呈递减趋势,泵腔内部的压强变化平缓。实际加工了样泵及多组不同半径的半球缺组并进行了实验,结果表明,泵的最大输出流量随半球缺半径增大而减小,在工作电压为150V,半球缺半径为4.0mm时,泵的最大输出流量值为121.4mL/min,验证了半球缺能作为无阀压电泵的无移动部件阀及半球缺阻流体无阀压电泵的有效性。(本文来源于《压电与声光》期刊2014年04期)

纪晶[6](2014)在《半球缺阻流体无阀压电泵的研究》一文中研究指出无阀压电泵是以压电陶瓷为动力源件的小型与微型流体泵,具有耗能低、流量可控性好、无噪声及电磁干扰、响应速度快、易于集成制造、可控制微小流量输出等优点,实现了驱动源部分、传动部分及泵体的高度集成,提高效率的同时降低了运动构件的磨损,在航空航天器、机器人、汽车、医疗器械、生物基因工程、化学(燃料供给)、电子器件水冷及微机械等方面具有广阔的应用前景。由于,现有无阀压电泵中无移动部件阀多为管道阀类和腔底阀类,管道或腔底的结构复杂、制造工艺繁复,同时与出、入口管道位置固定的“阀”相比,泵流量可调、可控性较差。针对上述研究情况,在国家自然科学基金的资助下,本课题开展了新型无阀压电泵的探索性研究,主要工作如下:1.利用流体绕流球面和圆面时所受阻力不同的原理,提出并设计了一种以半球缺作为无移动部件阀的无阀压电泵。通过自行确立的体积、动量比较法进行了泵腔内半球缺的受力分析,推导出了泵流量公式,揭示了泵能够产生单向流动的机理;制作了原理样机并进行了性能测试,陶瓷片直径为30mm,泵腔内均布6个半球缺。在工作介质为纯净水条件下,当驱动电压及频率为110V、6 Hz时,泵流量达到0.50 m L/s;当驱动电压及频率为160V、6 Hz时,压差达到26.2mm水柱。2.基于传统的绕流非球形体的阻力系数计算方法不能同时解决正、反向绕流半球缺的流阻问题,提出了“等效流阻直径”方法。在分离与计算出半球缺的球面及圆面所对应的等效圆球直径基础上,设计了测试流阻试验装置,获得了正、反向绕流单个半球缺的阻力系数公式并进行了泵流量的试验验证,泵理论流量与试验流量的变化趋势一致,其最小偏差为24.75%,最大偏差为31.15%。3.推导了绕流两个纵向、横向排列半球缺的遮流系数、干扰系数及流阻系数的计算公式,建立了任意多个纵向、横向排列半球缺的流阻系数理论体系。泵流量测试表明,在一定的间距范围内,泵流量随着纵、横向半球缺个数的增加而增加。4.推导出了迎流角为零及非零状态下表征半球缺群流阻作用规律流阻系数计算公式。测试了半球缺群行数、列数、行列间距及迎流角对泵送性能的影响,在驱动电压及频率为120V、6Hz时,零迎流角下,半球缺群1×1、4×3、3×4、4×4分别获得41.35 m L/min、46.2m L/min、45.5m L/min及47.75m L/min的泵流量;同样驱动条件下,扬程角为110°时,随着迎流角θy由0°增加至45°,扬程值增加至78.1mm;继续增加θy至60°过程中,扬程值较45°时减小、较0°时增加;当θy增至90°时,泵扬程趋于理论零值。研究表明:半球缺群的流阻作用规律可以用来分析及预测泵流量;增加行数、列数或适当增加列间距、缩小行间距均能提升泵送性能,且增加行数比增加列数能获得更好的输出效果;迎流角θy≤45°时,泵流量随着迎流角的增加呈正相关性增加,并在θy≈45°时首次达到最佳泵送状态。半球缺具有很好的正、反向流动阻力不等特性,作为无移动部件阀置于泵腔中,即省去了泵腔外部的复杂管路结构,也使泵腔内部工艺简单,结构紧凑,同时扩大了流量范围,泵的可调可控性好。本课题得到了国家自然科学基金面上项目(编号:51205193、51375227)、国家自然科学基金重大研究计划项目(No.91223201)及院士工作站BM2011033的资助。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2014-07-01)

纪晶,张建辉,陈道根,赵淳生[7](2014)在《无阀压电泵半球缺阻流体横向排列流阻干扰特性研究》一文中研究指出为分析阻流体无阀压电泵用半球缺横向排列的流阻特性及对泵输出性能的影响,对泵腔内多个半球缺横向排列的流阻作用规律进行了研究。基于单个半球缺绕流阻力的研究成果,在分析横向排列半球缺的影响因素基础上,通过试验得出了两个半球缺横向排列流阻干扰系数及绕流阻力系数的作用规律;进而推导了多个半球缺横向流阻干扰系数及绕流阻力系数的理论计算;通过对4个横向排列半球缺的流阻及泵流量试验,验证了该理论推导用于分析、预测半球缺阻流体无阀压电泵流阻特性和理论流量的可行性。在驱动电压为120 V、驱动频率为6 Hz时,得到了44.78 mL/min的泵流量,理论和试验流量的平均偏差为39.34%。(本文来源于《农业机械学报》期刊2014年09期)

曹炳鑫[8](2014)在《半球缺阻流体无阀泵的特性研究》一文中研究指出自压电材料的压电效应被发现以来,出现了各式各样的新型压电器件,其中压电泵作为流体传输装置,凭借其所拥有的诸多优点被广泛应用于航空航天、医疗器械、微纳制造等领域。无阀压电泵作为压电泵一个重要分支,与有阀压电泵的区别于:采用特殊结构的无移动部件阀使流体产生动态单向流;从理论上避免了活动阀体开启而带来的阀的滞后性问题。但是当前无阀压电泵多以泵腔两侧特殊结构的流管作为无运动部件阀,该种结构的泵不易于微小化及泵工作时输出流量小。半球缺阻流体无阀压电泵是针对当前无阀泵所存在的问题而提出的一种新型无阀压电泵,该特征的泵将无运动部件阀置于腔体内部,利用流体流经其半球缺1/4球面和1/2圆面两迎流面时所受阻力不等的原理,迫使流体在泵腔内产生单向流动,从而实现泵送流体的功能。本文首先对半球缺无阀压电泵进行了理论分析,同时采用有限元软件对半球缺阻流体无阀压电泵内部流场进行建模模拟分析。仿真结果表明:该泵存在正反向流阻不等特性,半球缺阻流体可以作为泵的无运动部件阀。最后实际制作了半球缺无阀压电样泵和多组半径不等的半球缺,并进行了泵的流阻、压力差及流量实验。实验结果表明:该种泵存在正反向流阻差不等的特性;在相同的工作条件下,随着半球缺半径的减小泵单位时间内的输出流量呈增大趋势,在驱动电压为150V,频率为17Hz,半球缺半径为4.0mm时,泵的最大输出流量达到121.4ml/min;同时,随半球缺阻流体的半径增大,泵的零流量下的输出压力差值减小。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2014-03-01)

张建辉,曹炳鑫,陈道根,纪晶,黄俊[9](2014)在《半球缺阻流体无阀压电泵的实验验证》一文中研究指出设计了一套压电双晶片作为激励源的半球缺阻流体无阀压电泵。分析了该压电泵的结构及工作原理,并采用有限元软件对其内部流场进行模拟分析。仿真结果表明:该泵存在正反向流阻不等特性,半球缺阻可以作为泵的无运动部件阀。最后,实际制作了半球缺无阀压电样泵和多组半径不等的半球缺,并进行了泵的流阻及流量实验。实验结果表明:该泵正反向流时间差随入口压强增大而减小;当驱动电压为150V,频率为17Hz,半球缺半径为4.0mm时,泵的输出流量达到最大,其值为121.4ml/min;同时,该泵单位时间内的输出流量随半球缺半径增大而呈递减的变化趋势,而且半球缺的半径大小对该类无阀压电泵的工作效能有较大的影响。(本文来源于《光学精密工程》期刊2014年01期)

孙益民,郭凯,冯乐,边秀房[10](2013)在《阻流体结构及尺寸对铝合金熔体净化除气效果的影响》一文中研究指出用自行研制的旋转喷吹铝合金熔体净化除气设备,采用数码相机高速连拍技术,着重研究了阻流体的结构、尺寸及位置变化对精炼气泡的大小、数量及分布的影响。结果表明,阻流体的结构以长方体为最佳,容器内直径、阻流体宽度与阻流体位置(阻流体与旋转杆之间的距离)之间的最佳比例关系为6.0∶1.0∶0.7。依据模拟试验给出的最优化方案制作阻流体,采用自制的旋转喷吹精炼除气机对ZL101铝合金熔体进行净化除气处理,试验结果显示净化除气效果显着。(本文来源于《特种铸造及有色合金》期刊2013年11期)

阻流体论文开题报告

(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:

为了提高无阀压电泵的输出流量,分析泵中无移动部件(叁棱柱组)参数对泵输出流量的影响规律,改进设计了5组叁棱柱阻流体无阀压电泵,并分别对其进行了流量试验。首先,分析了该压电泵的结构和工作原理;其次,建立了压电泵的流量计算公式,得到了泵输出流量与叁棱柱组主要参数的关系表达式,利用MATLAB软件绘制了叁棱柱正反向流阻比、叁棱柱个数与泵输出流量的关系曲线;最后,利用3D打印技术实际制作了5组叁棱柱阻流体无阀压电泵,并对其进行了流量试验。试验结果表明:在驱动电压和驱动频率不变的条件下,叁棱柱组参数对泵的输出流量有较大的影响,其中,泵输出流量随叁棱柱个数、高度的增加而增大,随叁棱柱与泵腔壁的间隙及叁棱柱顶角的增大而减小;另外,泵的输出流量随相邻叁棱柱间距的增大而增大,当间距增加到一定值后,泵的输出流量不再继续增大,反而会减小,其值接近于某一定值。

(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。

阻流体论文参考文献

[1].莫伟南.基于粘弹性模型CFD模拟的减阻流体管道流动研究[D].太原理工大学.2018

[2].张蕊华,张建辉,胡笑奇,陈小元.叁棱柱阻流体无阀压电泵流量特性试验[J].振动.测试与诊断.2016

[3].张蕊华,张建辉,朱银法,胡笑奇.叁棱柱阻流体无阀压电泵的设计与试验[J].光学精密工程.2016

[4].纪晶,张建辉,季瑞南,曹炳鑫.半球缺纵向排列对半球缺阻流体无阀泵的影响[J].振动.测试与诊断.2014

[5].曹炳鑫,张建辉,陈道根,纪晶.半球缺阻流体无阀压电泵流场分析[J].压电与声光.2014

[6].纪晶.半球缺阻流体无阀压电泵的研究[D].南京航空航天大学.2014

[7].纪晶,张建辉,陈道根,赵淳生.无阀压电泵半球缺阻流体横向排列流阻干扰特性研究[J].农业机械学报.2014

[8].曹炳鑫.半球缺阻流体无阀泵的特性研究[D].南京航空航天大学.2014

[9].张建辉,曹炳鑫,陈道根,纪晶,黄俊.半球缺阻流体无阀压电泵的实验验证[J].光学精密工程.2014

[10].孙益民,郭凯,冯乐,边秀房.阻流体结构及尺寸对铝合金熔体净化除气效果的影响[J].特种铸造及有色合金.2013

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