国家教育部博士点基金(20110036110009)
- 作品数：20 被引量：90H指数：6
- 相关作者：吴正人刘梅王松岭张磊朱永欣更多>>
- 相关机构：华北电力大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金河北省自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学化学工程机械工程动力工程及工程热物理更多>>
- 压力对喷嘴雾化特性影响的数值模拟被引量：9
- 2020年
- 雾化特性是影响喷雾冷却效果的重要因素之一。基于DPM模型,采用数值模拟方法分析液滴速度、直径和雾化液滴数量通量与压力之间的关系。模拟结果表明:工作压力较高时,液滴在计算域内平均停留时间短,速度越大;同一压力条件下,液滴速度主要集中于一定范围之间。液滴直径SMD、VMD及NMD均随压力增大而减小,且其减小的趋势逐渐变缓。液滴数量通量与流量成正比,且与液滴直径呈三次方关系,有益于液滴在指定位置分布更加均匀,雾化效果更好。研究结果得到了压力对于喷嘴雾化的影响规律,为喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。
- 王松岭甄猛吴正人刘梅
- 关键词：喷嘴雾化特性数值模拟
- 压力旋流喷嘴喷雾冷却热传递特性数值模拟被引量：2
- 2019年
- 雾化形成液膜的传热系数与厚度是决定喷雾冷却效果的重要因素。采用数值模拟方法,基于加热壁面上的液膜厚度、传热系数与温度分布三个角度,分析喷雾的压力、高度与倾斜角度对喷雾冷却传热特性的影响。结果表明:喷雾压力是影响换热效果重要的因素。相比于低压力工况,高压力工况时壁面上形成的液膜厚度小,壁面平均温度低,换热能力较强。压力工况越大,壁面温度下降程度越高。主要因为喷射压力提高后,液膜的运动速度加快,导致与空气之间的扰动作用加强,促进了液膜破碎和液滴的形成。改变高度使喷射到壁面的液滴密度程度不同,导致温度分布不均匀。研究还发现喷雾高度对换热影响存在一个最优值,H=6 mm时,换热效果最好。同样,改变倾斜角度导致壁面分为喷雾密集区跟稀疏区,换热效果区别大。喷雾倾角θ=30°时壁面换热效果最好且温度分布相对均匀。通过分析得到的变化规律为喷雾参数的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。
- 吴正人甄猛刘梅王松岭刘秋升
- 关键词：传热液膜厚度传热系数计算流体力学数值模拟
- 随时间变化的非平整壁面对液膜表面波演化特性的影响
- 2015年
- 本文对非平整壁面上的液膜表面波演化过程进行了研究.针对非平整壁面随时间变化的特性,采用小参数摄动法对控制方程和边界条件进行求解,推导出波动壁面上液膜表面波的扰动方程,采用导数展开法对其进行求解,并选取简谐波形状的壁面进行数值研究.对波动壁面下不同参数的影响规律研究可得,当壁面频率较小时,静态波与行进波的波长比较相近,促进表面波之间的合并,且壁面频率、壁面振幅及Re数的增加,均会使表面波的振幅明显增大;对比波动壁面与非平整壁面可得,在相同位置处,随着时间的演化,非平整壁面上表面波呈周期变化,而波动壁面上表面波呈波长更大的近周期变化;壁面振幅和壁面频率的降低,均会使两种壁面结构下的表面波振幅减小,但所形成的表面波形有所不同,即波动壁面引起的表面波可看作波动壁面结构与非平整壁面引起的表面波叠加而成.
- 王松岭刘梅王思思吴正人
- 关键词：表面波液膜
- 叶轮机械旋转失速研究进展被引量：9
- 2014年
- 介绍了目前旋转失速的理论模型、实验和数值模拟研究成果,总结了失速先兆与主动控制的关键问题,包括不同的先兆形式与诱发机制,泄漏涡与失速产生的关联性等,指出未来研究方向应主要侧重于叶轮机械旋转失速先兆的发生机理及影响因素、流固耦合研究及主动控制技术工程化研究。
- 张磊王松岭胡晨星
- 关键词：叶轮机械旋转失速流固耦合
- 非平整倾斜表面上流动液膜的影响因素分析被引量：9
- 2015年
- 基于流体体积函数法(VOF),分别从液体物性和液相入口流速等因素对非平整倾斜表面上的液膜流动特性进行数值模拟,得出流体黏度的增大可增大液膜厚度并降低液膜整体流动速度,但不影响液膜与壁面之间的相位角;流体表面张力影响液膜与壁面之间的相位差及液膜的均匀性;液相入口雷诺数的增大可以增大液膜厚度,当雷诺数增大到一定程度时,液膜厚度不再有明显的变化,且液膜表面趋于光滑。研究结果表明:液膜的流动形式由液体各项物性和液相入口流速共同决定。
- 刘梅宋朝匣吴正人朱永欣
- 关键词：液膜两相流流体动力学数值模拟
- 雾化压力对喷雾冷却效果影响的数值模拟被引量：4
- 2018年
- 喷雾冷却作一种为相变冷却技术,被广泛应用于散热领域。基于欧拉-拉格朗日型(discrete phase model,DPM)模型,采用FLUENT软件,模拟分析了恒定热流密度时不同喷雾压力对压力旋流喷嘴雾化冷却的影响。模拟结果表明,喷雾压力变化对喷雾冷却具有重要影响。当压力增大时,液膜厚度在大体趋势上变薄,提高了喷雾换热能力;在喷雾覆盖密集区与该区外侧,液膜的厚度为最薄和最大。随压力不断增大,壁面温度降低的幅度更大,且壁面温度低处对应液膜厚度也薄,换热效果更好。提高压力可以有效地提高换热系数,进而提高换热效果。在1.0、1.5、2.0 MPa 3种压力下,换热系数基本维持在1.4×10~4W/(m^2·k)以上,且最高可达2×10~4 W/(m^2·k)。在模拟条件下,喷雾压力变化对空心锥压力旋流喷嘴均匀性改变并不明显。
- 吴正人甄猛刘梅王松岭刘秋升
- 关键词：动力机械及工程喷嘴喷雾冷却计算流体力学传热数值模拟
- 空心锥压力旋流喷嘴雾化特性的影响因素分析被引量：9
- 2018年
- 采用数值模拟方法建立了压力旋流喷嘴模型,分析压力、喷雾高度与喷雾倾斜角度对液滴速度、直径、离散相模型(DPM)质量浓度等雾化特性的影响。结果表明:提高压力,导致液滴索特平均直径(SMD)减小,进而液滴数量通量增加幅度大;2.0 MPa时的液滴速度要高于1.5 MPa、1.0MPa时的液滴速度;液滴轴向平均速度随喷雾高度的增大而增大;喷雾倾斜角度从0°增大到40°时,液滴轴向平均速度下降,计算域右侧DPM质量浓度变化不明显,而左侧DPM质量浓度显著减小;液滴数量通量与喷雾覆盖区域面积大小成反比;随着喷雾高度的增大,液滴数量通量减小。
- 吴正人甄猛刘梅王松岭刘秋升
- 关键词：喷嘴雾化特性
- 波纹状基底上含不溶性活性剂液滴的铺展过程被引量：10
- 2013年
- 针对波纹状基底上含不溶性活性剂液滴的铺展过程,采用润滑理论建立了液膜厚度和浓度演化模型,通过PDECOL程序数值求解了演化方程组,得到了液滴的铺展特性及基底结构参数的影响规律。研究表明:当液滴铺展进入中后期,Marangoni效应减弱,此时基底的作用范围相应增大,基底对液滴铺展过程的影响逐渐显著。与平整基底相比,波纹状基底上的最小液膜厚度明显降低,而铺展前沿处的子波数显著增多,子波波峰高度呈单驼峰形的模态变化;而且,增加波纹状基底的高度或减小波数具有加剧液滴铺展不稳定性的作用。
- 李春曦裴建军叶学民
- 关键词：铺展MARANGONI效应
- 平板表面脊状结构对局部湍流特性的影响研究被引量：6
- 2016年
- 利用Fluent软件,通过脊状平板表面数值模拟,分析黏性阻力、压差阻力、壁面切应力、湍流特性等在脊状平板表面中分布规律,基于能量耗散分析,为脊状结构尺寸选取和局部区域改造提供参考依据。结果表明:脊状尺寸越大越有利于黏性阻力减小,但会导致压差阻力增加,而脊状结构压差阻力主要由迎风面与间隔交接处附近高压区决定。高壁面剪切应力集中于相邻沟槽之间区域前段,且脊状结构越小,光滑表面大于脊状结构内壁面剪切应力的区域也相对越多。对脊状结构平板近壁区涡量与湍流特性分析发现,沟槽最底端部分流体是近乎静止的,脊状结构表面涡量与湍流强度均小于光滑表面,而在脊状结构沟槽内所形成的旋涡区域,能量耗散开始大于光滑表面。
- 王松岭邓宇涵吴正人李子骏郝晓飞
- 关键词：数值模拟减阻
- 竖直平板上层流降液膜表面波特性的实验研究被引量：2
- 2015年
- 基于自主设计的平板降液膜流动实验台，分析了层流状态下竖直平壁上表面波在空间域和时间域上的演化过程，利用高速摄像机阴影成像法在Re为600～1300下，对表面波形态、波速和频率等流动特性进行了实验研究，并在实验测量的基础上结合Matlab图像处理深入分析了表面渡波速和频率等统计特征．结果表明：孤立波波速与Re具有线性正相关性，波速的变化范围也随Re的增大而增大，而孤立波频率与Re和沿程距离呈弱相关；通过Matlab编程得到实验中孤立波频率在7～13Hz内波动．
- 刘梅王松岭李晓恩吴正人
- 关键词：孤立波MATLAB图像处理
