一、考虑摩擦时环状流的空泡份额求解（论文文献综述）
张永欣[1]（2021）在《非共沸混合工质R134a/R245fa流动冷凝特性及热质传递机理研究》文中认为随着微机械制造技术的发展以及微型设备应用需求的提升,微电子机械系统展示出广阔的应用前景,研究微尺度流动和相变传热具有重要的科学意义。流动冷凝过程是热能管理系统中的关键热物理过程,研究微尺度下流动冷凝过程中的换热特性与机理对于微型冷凝换热器的设计与应用具有重要的指导意义。制冷剂是应用于热能管理系统中的主要工质,环境友好、性能优越的混合制冷剂的开发对于应对气候变化、减少温室气体排放等相关课题的研究具有重要意义。非共沸工质的使用有助于提升热能管理系统的性能,也为微尺度领域的换热研究提供了新的方向。目前,对非共沸工质流动冷凝的相关研究主要集中在常规尺度通道内,而微尺度下非共沸工质的流动冷凝过程的研究相对有限。基于上述背景,本课题从理论与实验两个方面开展了二元非共沸工质R134a/R245fa的流动冷凝特性与传热、传质机理的相关研究,主要包括四个方面:微通道内非共沸工质的流动冷凝环状流热质传递模型、微通道内非共沸工质的流动冷凝实验研究、微通道内非共沸工质的流动冷凝环状流液膜特性研究以及矩形通道内非共沸工质的流动冷凝分层流气相传质特性研究。基于双膜理论,分别建立圆形与矩形微通道内非共沸工质的流动冷凝模型,把握非共沸工质的基本冷凝规律,重点研究混合工质质量分数、质量流速、饱和压力、壁面过冷度以及管径等因素对气相温差份额、气相扩散份额、液膜厚度（弯月面半径）、冷凝换热系数的影响规律,比较了圆形微通道与矩形微通道内非共沸工质的冷凝特性。研究发现:气相温差份额、气相扩散份额与液膜厚度共同影响了非共沸工质的冷凝换热系数,在冷凝初期,矩形微通道内的换热系数约为圆形微通道内的2倍。对于非共沸工质在矩形微通道内的流动冷凝,为强化表面张力在角区的抽吸效应,应选择具有较大的表面张力差值,且高沸点组分对应的表面张力较大的非共沸工质。开展微通道内非共沸工质流动冷凝的可视化实验研究,从工质质量分数、质量流速、饱和压力和壁面过冷度四个影响因素出发,考虑微通道的尺度效应、工质组分以及温度滑移特性等因素的作用,观察并分析不同组分比例的非共沸工质在不同条件下的流型特点及其转变规律,提出“环状流-间歇流”的流型转化准则;深入探讨非共沸工质流动冷凝过程中的传热特性与传热退化特性,基于非共沸工质的换热退化特性提出非共沸工质的换热系数预测方法;分析各因素对摩擦压力梯度的影响,提出摩擦压力梯度的预测方法。结合可视化拍摄与激光共聚焦位移法,进行了微通道内非共沸工质在流动冷凝过程中液膜厚度测量实验。研究发现:非共沸工质的温度滑移特性对平均液膜厚度没有明显影响。气液界面剪切力主要影响了瞬态液膜厚度的波动频率,液膜厚度决定了波动幅度。质量流速的增大弱化了其对平均液膜厚度的减薄效应;随着R134a的质量分数增大,质量流速对液膜厚度的影响增大。基于层流液膜动量方程,提出了微通道内流动冷凝过程中环状流流型的平均液膜厚度的简便预测方法。结合封装探针与气相色谱技术,进行了矩形通道内非共沸工质在流动冷凝过程中组分质量分数测量实验。研究发现:工质质量分数、温度滑移、质量流速以及壁面过冷度对各组分的沿程质量分数以及气相传质均产生了影响;考虑了工质的热物理性质、温度滑移以及工况条件,提出了非共沸混合工质流动冷凝过程中分层流流型的气相传质阻力的预测方法。
曹亚龙[2]（2021）在《狭缝通道内气液两相流压降及流型可视化实验研究》文中认为气液两相流动现象广泛存在于动力、石油、化工以及其他一些工业中,狭缝气液两相流动的研究对于压力管道的“破前漏”（LBB,leak before break）设计具有重要的意义。本次研究开展了高压氩气-水贯穿长直狭缝泄漏的可视化实验研究。实验所研究对象为矩形等截面的狭缝通道,狭缝的长度为20.30mm,流道长度设计为45.00mm,宽度有0.08mm、0.1 0mm、0.12mm、0.15mm和0.18mm五种尺寸。实验中流道入口采用两侧进水中间进气的方式,模拟了非均匀流体进入狭缝通道的流动过程。实验进口压力值范围为0-5000kPa,水流量范围为15-450kg/h,气流量的范围为0-1kg/h,共计834个工况。本研究通过可视化实验发现了当量直径在亚毫米级别的狭缝通道内气液两相流流动的特征:（1）通过对实验中的压力分布研究,在两相流体在狭缝的压降出现了出口位置压力梯度陡峭,产生了出口加速效应,并且入口压力越大出口压降的加速效应越明显,说明该尺度下的狭缝尺度效应明显。（2）利用本实验大量的两相流动实验数据对两相摩擦压降的计算模型进行了验证和评价,发现均相模型和Sun-Mishima关系式预测结果与实验数据符合最好。（3）运用径向基神经网络对775组实验数据进行训练,训练后对压降进行预测发现预测结果误差不超过1%,证明在有大量基础试验数据的情况下,可以借助神经网络对矩形狭缝通道的压降进行预测。（4）借助得到可视化的流动图像,发现在高压驱动下的狭缝中,水气人为不混掺进入狭缝通道的情况下,狭缝通道内仍然没有出现常规尺度下常见的分层流,并且在入口处就开始强烈混掺。（5）利用图像处理技术进行了两相流型判别研究及流动轨迹特征研究。在实验的工况范围中狭缝通道出现了五种两相流型,并根据大量实验数据划分了流型分布图,分析了各个流型的运动特点,并与常规尺度和相近尺度的流道流型情况进行了对比分析。在本次可视化实验中,对亚毫米级别狭缝通道气液两相流的压降和流型特征进行了研究,为高压管道的安全运行及LBB设计提供了数据支撑,并进一步发展了对狭缝通道的两相流动的认识。
崔光甫[3]（2021）在《垂直下降环空管汽水两相流压降规律研究》文中提出稠油、超稠油及天然沥青占全世界石油资源储量的70%以上,随着我国原油对外依存度的逐年增加,如何高效开采稠油资源将是我国未来缓解日益严峻能源危机所面临的重大挑战。蒸汽驱技术是稠油热采的重要形式,然而常规蒸汽驱技术稠油油藏纵向波及效率与动用程度较低。同心双管注汽技术可提高多层油藏均衡动用程度及采收率,为推动该项技术的进一步发展,需要完善垂直环空管汽液两相流压降耦合井筒散热的研究。但以往的研究采用圆管两相流压降关联式粗略地描述环空管的压降特性,也未考虑生产井运行时注汽内管发生偏心形变带来的环空管汽水两相压降变化。本文基于漂移通量模型,建立垂直环空管汽水两相流压降与井筒散热耦合模型,应用C语言编程求解垂直下降环空管水蒸汽压降。根据已有的现场测试数据及Caetano实验数据,验证了耦合模型持液率干度及压力计算的准确性。探究了环空管的结构参数、注汽干度、注汽压力及质量流率对垂直环空管水蒸汽压力、干度及焓值的影响规律。模拟结果表明:在本文给定井筒结构参数的前提下,注汽内管半径减少了0.009 m,注汽环空管井底水蒸汽饱和压力上升了3.026 MPa、干度及焓值分别下降了0.118、110.00 k J kg-1,扩大注汽内管内径可提高注汽环管井底水蒸汽的干度。环空管质量流率增大了256 kg m-2s-1,环空管井底水蒸汽饱和压力下降了3.782 MPa,其干度上升了0.401;增加注汽环管的注汽流量能大幅度提高井底水蒸汽的干度。揭示了偏心度对垂直环空管井底水蒸汽压力的变化规律。模拟研究发现:从同心环空到全偏心环空的几何结构,随着环空管偏心度e从0增大到1,环空管井底湿蒸汽的饱和压力增加了0.265 MPa,干度仅下降了0.085。与同心布置相比,偏心布置注汽内管不能提升注汽环管井底湿蒸汽的干度。
牛钰航,芦韡,贺亚男,邓超群,向烽瑞,巫英伟,苏光辉,秋穗正,田文喜,于洋,卢忝余[4]（2021）在《基于MOOSE框架的五方程两相流分析程序开发》文中提出基于多物理场耦合框架MOOSE,采用五方程两相流模型开发了模块化程序ZEBRA,实现了高阶时间、空间离散格式两相流动传热问题的求解。采用Bartolomei开展的垂直圆管过冷沸腾实验对ZEBRA进行验证,在不同热流密度、质量流密度、压力工况下,将程序计算值与实验值进行了数值验证和计算分析。结果表明:ZEBRA中五方程模型预测值与实验值符合良好,沸腾起始点和空泡份额的预测合理,表明ZEBRA初步具备了处理两相流问题的能力。
杨泓[5]（2020）在《气力提升泵内气液两相流数值模拟研究》文中指出气力提升泵是通过向竖直提升管内注入压缩气体,管内外产生的压差来提升液体的流体机械装置。与传统机械泵相比,其结构简单、无机械传动部件、无系统磨损;提升技术易实现、耗能低、驱动能源来源广泛;可在高温、高压、真空、放射性、腐蚀性的环境中使用,也可在不规则形状的通道中使用。由于气力提升泵维护成本较低,可靠性较高,在污水处理,抽吸海水,港口疏浚,油田采油,液态金属冷却反应堆和液态金属磁流体转换器等众多领域应用前景广阔,故研究气力提升泵具有重要的科学价值与工程意义。本文基于Fluent仿真软件,采用欧拉模型、SST k-ω湍流模型分别研究了不同液体温度、介质密度、进气方式下气力提升泵内气液两相流动。分析了系统稳定时提升立管内气相体积分数、提升液体流量、提升效率、提升管出口处液体径向速度等变量的演变规律,本文主要研究结果如下:（1）数值模拟了不同液体温度（20℃、60℃、90℃）下空气-水气力提升泵气液两相流动水力特性,研究结果表明:同一充气量下液体提升流量随温度的升高而增大,提升流量随时间变化最终趋于周期性波动;低充气量下温度对提升立管内气相体积分数影响较小,随着充气量增大,温度越高,气相体积分数越大;当充气量在2.5m3/h附近时,气力提升泵的提升效率到达峰值,温度越高,峰值越大。（2）数值模拟了氮气-水、氮气-煤油、氮气-水银及空气-水、氩气-水、氮气-水下气力提升泵内气液两相流动行为,研究结果表明:氮气-水、氮气-煤油、氮气-水银系统中,提升立管内液体介质密度越大,提升立管内气相体积分数越小,提升液体流量越大,提升效率越高;空气-水、氩气-水、氮气-水系统中,提升立管内气体介质密度越大,提升立管内气相体积分数越小,提升液体流量越大,提升效率峰值越小;提升立管出口处提升液体径向速度随气体充入量的不断增加而整体波动升高,最终管轴中心附近液体速度较大,管壁附近液体速度较小。（3）数值模拟了气流线性开启、气流线性关闭、气流阶梯式分段进气方式下空气-水气力提升泵水力特性,研究结果表明:气流量线性开启方式下,相较于快速开启,缓慢开启方式下液体提升至管道出口处所需时间更长,提升流量波动较为均匀且幅度较小;气流量线性关闭方式下,相较于快速关闭,缓慢关闭方式下管道出口提升液体流量降至0所需时间更长,管内流体运动形态变化较为均匀且波动幅度较小;气流阶梯式分段充气方式下,充入气流周期决定了提升液体流量周期,其两者周期长短大致相同,周期越短,提升液体流量时间越短,波动幅度越大;周期越长,提升流量时间越长,波动幅度越小。本文研究结果将为气力提升技术在河道清淤、污水处理、气举采油、液态重金属冷却核反应堆以及磁流体动力转换器等领域的应用奠定科学理论基础。
魏列[6]（2020）在《运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究》文中研究指明自然循环依靠回路中冷热段密度差及有效高差,在重力作用下形成驱动力,与流体流动阻力达到平衡,形成稳定的循环。在缺失外部驱动力的情况下,排出堆芯中产生的热量,从而保证反应堆的安全。因此,目前第三代先进压水堆通常都具备一定的自然循环能力。在海洋小堆等应用中,由于自然循环系统的驱动压头小,容易受到风、浪、涌等影响而产生流量波动,威胁反应堆的安全。本文通过多尺度耦合的方法,分析了海洋运动对自然循环特性的影响,以及运动条件对自然循环工况下通道内流动传热特性的影响。通过空泡仪及可视化实验方法,分析了运动条件对通道内两相流流型的影响。主要开展了以下几个方面的研究:（1）对倾斜、升潜、摇摆三种典型运动条件进行受力分析,考虑由空间位置变化引起的重力分量变化、由非匀速运动引入的惯性力,以及由旋转运动导致的离心力及科氏力。通过对热工系统程序RELAP5代码进行修改及对Fluent程序进行二次开发,引入运动条件,在此基础上实现两个程序的数据交换,建立适用于研究运动条件下多尺度耦合计算的分析工具,并通过实验数据对比验证了耦合程序的准确性。（2）通过耦合程序,研究了运动条件对自然循环工况下流道内流动传热特性的影响。在浮力作用下,倾斜流道内所形成混合对流,对传热能力有明显强化作用。升潜条件下,流道内的流动传热特性主要受流量脉动的影响。在过渡区内,脉动流的截面速度分布呈现“环形分布”,导致瞬态阻力特性随流量脉动而周期性变化,并且截面温度分布也存在类似的特性,引起瞬态传热特性的周期波动。摇摆条件下,瞬态流动传热特性受混合对流和流量脉动的综合影响,两种效应的相对大小与具体的运动参数有关。可以确定的是混合对流会增强时均换热能力,而流量脉动只影响瞬态值,而不会对时均值产生影响。当自然循环流量波动到非常低时,截面压力分布不均将引起所谓“边界层加速”效应,导致流动阻力的突然增大。（3）通过耦合程序分析了不同运动条件下,自然循环驱动力的瞬变特性。倾斜条件下,不同的倾斜方向决定了水平段对自然循环驱动力的贡献,因此倾斜方向不同时,自然循环系统流动变化有差异。升潜条件下,自然循环驱动力、流量及阻力都呈现近似正弦波动。受惯性影响,驱动力变化的相位要领先于流量和阻力,而流量与阻力变化相位相同。驱动力与阻力之间的相位差导致驱动力的波动幅度大于阻力的波动幅度。驱动力与阻力之间的相位差随升潜周期的减小、加热功率的减小、二次侧温度的减小而增大。流量的波动幅度随升潜幅度的增大、升潜周期的减小、加热功率的增大、二次侧温度的增大而增大。流量时均值不受升潜运动的影响,但随加热功率的增大、二次侧温度的增高而增大。摇摆条件下主要存在两种不同的流量波动形式,分别为大周期工况下的“双峰型”（BIMODAL）和小周期工况下的“正弦型”（SINE）。摇摆条件下,流量波动幅度随着摇摆周期的减小、摇摆角度的增大、加热功率的减小、二次侧温度的减小而增大。总驱动力与流量时均值由竖直管路产生的重位驱动力（GD）决定,摇摆周期的减小虽然对总驱动力的时均值没有影响,但使阻力的时均值减小,因而导致流量时均值增大;当增大摇摆幅度时,将使总驱动力的时均值减小,因此导致流量时均值减小。加热功率和二次侧温度的增大,都会使总驱动力时均值增大,造成流量时均值增加。（4）基于平板空泡仪及可视化方法,开展了静止、倾斜以及摇摆条件下窄矩形通道内相态宏观分布特性研究,气相、液相表观流速范围分别为0.05-20 m/s、0.15-2m/s。倾斜及摇摆条件下的流型分类结果表明:倾斜及摇摆对泡状流-弹状流转变没有显着影响,而使弹状流-搅混流、搅混流-环状流的转变明显滞后。（5）对两相流模型框架下的壁面热流分配模型（WFPM）进行评估,发现在选取适当的f-N a-Db模型组合的前提下,WFPM能较为准确地预测截面平均空泡份额、截面平均温度和壁温,但是在预测空泡份额分布上表现欠佳。通过耦合程序对运动条件下窄矩形通道内两相流动传热特性,以及系统特性进行了分析。倾斜条件下,浮力造成朝上面和朝下面附近汽相的聚集或扩散,导致壁温升高或降低,壁面切应力减小或增大。在强迫循环工况下,摇摆对流动传热特性的影响与加热面朝向有关,因此流动传热特性呈周期性变化。但是,由于流动惯性的存在,参量变化存在相位差,且存在明显的多维度效应,局部参量的变化与空间平均值存在较大差异。而在自然循环工况下,流动传热特性则主要受流量波动的影响,与运动形式（摇摆或升潜）关系不大。在两相自然循环系统中,相对于重位驱动力（GD）,附加驱动力（AD）的时均值依然可以忽略不计,因此两相自然循环时均特性仍受GD的控制。对于两相自然循环的瞬时特性,GD的影响增强,大多数的摇摆条件下,两相自然循环系统的流量特性表现为“双峰型”波动。
常赫[7]（2020）在《不同流场环境下水平管内气水两相流动传热特性数值研究》文中提出气液两相流作为多相流热物理学的一个重要分支,与人民的生活及工业生产安全有着密切的关系。流体在流动过程中除受流体的固有性质,如物理性质及化学性质的影响外,与流场环境也有着密切联系。流体的物理性质是可控因素,其影响效果大多可控。与之相比,流场环境的改变对流体流动的影响往往与理论计算值有较为明显的偏差且难以控制。因此,为实现能源的高效利用,同时准确掌握复杂流动的特性参数,对不同流场环境下流体流动及传热特性进行深入探讨就显得尤为重要。本文基于数值模拟的方法,根据流场环境的分类,对几何结构流场、环境流场及热载流场下通道内气液两相流动与传热特性进行了较为系统与全面的探讨分析。1.几何结构流场。建立了蛇形微通道内气液两相流动的数学模型,分析了壁面性质及Y型汇流结构对流体流动及传热特性的影响。与常规尺度通道不同,微通道内流体流动受惯性力、粘性力及表面张力影响较大,意味着壁面性质及几何结构是其气液相界面分布情况改变的主要因素之一。当Y型夹角为60度时,气液两相压降和Po数最低。除此之外,通过添加源项,建立了滑移壁面边界条件下微通道内流体流动的数学模型,结果表明,疏水壁面可以诱导滑移现象的产生,同时减小压降、表面摩擦系数和流动阻力系数,从而利于传热,且高宽比较小的微通道内减阻效果较好。与此同时,针对蛇形微通道特殊的几何结构,对U型微通道内流体流动及传热情况进行了研究,分析了曲率对流体流动及换热的作用规律。研究结果表明,曲率的增加使得沿水平坐标方向的速度分布对称性增强,增大了流体流动阻力,截面速度分布趋势不受影响,但靠近内壁流体的流速及温度高于靠近外壁的流体。2.环境流场。依据环境流场影响效果,选取了常规尺度水平通道,通过添加自定义函数,建立了起伏振动工况下通道内气液两相流动及传热的数学模型。与稳态工况不同,振动引起的附加惯性力及流体自身的重力影响了气液相界面分布规律,且振动参数对低流速流体影响较大。与振动幅度相比,振动频率的改变对流体流动及传热特性影响更为显着。通过对稳态及不同振动参数下通道内流体摩擦压降、空隙率及流体温度变化规律进行探讨分析发现,与稳态工况下通道内流体流动情况相比,周期振动对流量和瞬时摩擦压降的影响更为明显。振动幅度主要影响液面波动高度,即截面含气率;而振动频率主要影响液面波动的激烈程度,但振动参数对流型定义没有明显影响。一定范围内,振动可以强化换热,温度峰值出现在通道从起伏运动的最高点向平衡位置移动的过程中。3.热载流场。以预测气液两相流摩擦压降及空隙率的经典模型及相关经验公式为基础,对本文所建立的不同振动参数下水平通道内流体流动的数值计算结果进行了对比分析。通过比较几种典型摩擦压降关联式发现,Muller模型的预测值与动态工况数值计算结果吻合较好;通过比较四种典型模型的含气率关联式得出,当振动参数较小时,漂移通量模型具有较好的预测效果;当振动参数较高时,基于流型建立的关联式模型更适用。与此同时,依据场协同分析理论,分析了热载流场对蛇形微通道及不同振动参数工况下水平通道内气液两相流传热的作用效果。研究结果表明,合理设计弯曲微通道的壁面性质和曲率等相关参数,有利于提高微通道内流体的传热性能;对于本文所采用的起伏振动工况,发现在一定振动频率范围内起伏振动是有效强化换热的手段,低Re数和强振动参数条件下,振动对流体流动换热的影响效果最为明显。
陈玉涛[8]（2020）在《气液两相流弹性管道流致振动数值建模与分析》文中研究指明气液两相流和管道流致振动常见于核电、化工等领域。管道发生强流致振动时,管道与其约束结构间易发生疲劳失效,造成安全事故。管系内两相不稳定和压力波动是诱发管道流致振动的重要因素。两相流动具有时变特性,两相之间存在分界面;此外流致振动还涉及到复杂的流固耦合问题。本文旨在建立管系两相流动建模方法和管道流致振动数值方法,采用理论分析、数值建模和试验相结合的方式研究管内气液两相流动的压力脉动特性和管道流致振动机理。以大长径比管道流固耦合问题为研究对象,发展了分区计算方法分析管道的流致振动特性。采用有限体积方法构建管内一维两相流动数值模型,通过HLLC格式构造有限控制体的流动数值通量,结合均相流模型,实现两相流动数值建模与分析。采用半解析有限元法和弹性薄壳理论建立了弹性管道的振动模型,结合流固耦合界面条件,采用松耦合的方法研究了流动作用下管道的流致振动响应。该研究为大长径比管道流致振动分析提供了快速计算方法。建立了气液两相流管道双向流固耦合动力学数值模型,采用VOF模型实现两相流动的相界面捕捉,考虑了湍流效应以及复杂的相间作用力等,研究了复杂气液两相流动下管道的流致振动响应与机理,揭示了流体激励力频率、管道固有频率和管道流致振动响应频率之间的对应关系。在空气-水试验平台上搭建了管道流致振动试验模型,结合数值仿真结果和试验数据,分析了管道特征尺寸、形状、管内两相流动工况等因素对管道振动响应特性的影响机制。本文发展的管道流致振动工程分析方法,以及揭示的两相流动压力脉动、管道振动响应机理与映射关系等结论,为核电、化工等领域的管道结构设计提供了有效的理论方法和参考。
张牧昊[9]（2019）在《基于气泡动力学的气液两相流流型转变机理》文中进行了进一步梳理气液两相流动广泛应用于能源、化工、食品、生物、航天等各个工程领域,因此受到研究者密切的关注。两相流流型作为两相流动研究的基础,反映流动中相态的时空分布特性,对流动和传热特性产生极大影响,是研究其它两相流动和传热问题的前提和先决条件。但是,气液两相流流型受到多种因素的影响,其形成和转变的物理机制极为复杂,虽然已有相关研究阐释其形成和转变机制,但大都基于形态学现象解释,欠缺反映相间作用的相态行为研究,因此造成流型转变判据存在差异性大、适用性差等问题。在具体实验研究过程中,流型难以精确识别和辨认,特别是在高流速工况下,这对流型转变的实验研究造成了极大的困难和挑战。本文以空气-水两相作为研究对象,运用空泡仪、电导探针、高速摄像仪等先进两相流探测技术,围绕泡状流向弹状流、弹状流向搅混流转变的内在气泡动力学机制,开展流型客观识别、单气泡静止流场内上升行为、圆管流道内气泡群动力学特性、截面相态分布特性、弹状流结构参数演变特性等两相流实验研究。流型客观识别实验研究中,开发了ReliefF-FCM算法,对流型进行客观精确的识别,并依据识别结果,提出25.4 mm竖直圆管的向上及向下流动的客观流型图。通过对比安装在流道入口、中段以及出口处（L/D=25,85,145）空泡仪获取的信号,分析流型在轴向不同位置差异,发现入口效应对弹状流的形成和发展具有重要影响,分析认为这主要是由于入口湍流搅混作用引起。为深入分析流型转变的气泡动力学机制,需要了解单气泡特性。研究应用高速摄像仪,自主开发以Perona-Malik非线性滤波和Canny边界识别算法为基础的图像处理程序,对2-12mm单气泡形变、上升轨迹、上升速度进行频率分析,依据上升振荡特性分为三种不同的气泡上升模式。对于2-6 mm气泡,由于该尺寸范围内气泡与流型转变区域内气泡尺寸较为吻合,因此进行深入研究。该尺寸范围内气泡上升轨迹振荡剧烈、曳力系数显着上升、形变与上升速度存在紧密关系。考虑该区域内曳力与形变存在紧密联系,受表面张力、粘性力、惯性力影响,提出以厄缶数（Eo数）和伽利略数（Ga数）为基础的气泡纵横比模型,代入曳力系数模型进行修正,并与其它曳力模型进行对比,结果显示本模型与实验结果更为吻合。在圆管流道内气泡群动力学特性实验研究中,利用四探头电导探针,获取竖直圆管内不同工况下泡状流及泡状向弹状流区域内局部气泡尺寸、气泡上升速度、界面浓度、空泡份额等参数,进一步研究流型转变内在气泡群动力学机制。研究发现,与单气泡上升相比,气泡群间相互作用对气泡上升存在阻碍作用,致使气泡上升速度下降。该阻碍作用随着气泡尺寸增大,空泡份额的增加而逐渐增大,并在流型转变区域内达到最大值。根据流型转变区域内气泡尺寸分布及对应单气泡曳力系数,开发流型转变区域内泡群曳力模型。通过截面相态分布特性实验研究,发现流型转变区域内气泡动力学特性与充分发展泡状流存在差异,特别是两相滑移特性,两相滑速比随着气相流量的增加在泡状流内逐渐降低,并在流型转变区域附近达到最小值并开始上升。研究发现泡状流内两相滑速比的下降是由于泡状流内气泡位于表面张力控制区,曳力系数随气泡尺寸增大而减小,造成两相速度比的降低,导致气泡更容易发生聚并。因此,选用两相速度比变化特性,引入极值条件,结合改进的漂移流模型,作为泡状流向弹状流的转变判据。随后,运用该判据预测不同几何结构的流道,验证其适用性。该转变判据从单气泡动力学行为出发,充分考虑气泡间、流场与气相间相互作用等影响,以实验现象作为依据,揭示泡状流向弹状流转变的内在物理机制,具有较为广泛的适用性和准确性。通过弹状流相态分布及演变特性实验,研究25.4 mm圆管内弹状流分布参数随流型变化的情况,利用空泡仪,研究气弹和液块的长度以及各部分空泡份额变化情况。发现一种新的相态组织形式,即搅混单元结构,并分析了其在流型转变过程中的作用。研究还讨论了在高液相流速下,弹状流直接向环状流发生转变,而在低流速下向搅混流转变这一现象是由是否发生液泛决定的,并提出理论论据。此外,发现在液相表观流速一定的情况下,随着气相表观流速的增加,液块空泡份额和气弹/液块长度比单调递增。基于以上实验现象,根据液块空泡份额和气弹/液块长度两参数,提出了弹状流向搅混流转变的判据。
丁勇[10]（2019）在《矩形微通道内制冷剂流动冷凝传热特性研究》文中提出随着微型电子机械系统（MEMS）领域的技术发展,在许多应用场景中,如航空航天设备、高性能微型电子设备等,其器件的散热由于尺寸的减小和功率的提高而受到挑战。微通道相变换热技术可以显着提高换热器的紧凑度,减小换热器尺寸和重量,并提供较高的传热系数和良好的表面温度均匀性。本文搭建微通道流动冷凝实验系统,并建立有效的物理数学模型,从实验和理论上系统深入研究微通道内制冷剂流动冷凝传热特性,揭示微通道流动冷凝区别于常规尺度下的传热机制。对于克服高度集成化发热设备带来的散热挑战、发展新型冷却技术和完善相变传热理论体系具有十分重要的意义。本文实验研究了水力直径为0.67mm的矩形微通道内制冷剂R410a流动冷凝的流型特征及传热规律。通过流型观测,发现沿冷凝流动方向存在环状流、环波状流、间歇流（弹状/塞状流）和泡状流,当质量流速高于200kg/（m2s）时,间歇流和泡状流消失,环状流为主要的流动冷凝流型。传热实验结果表明,基于常规尺度通道开发的环状流和分层流的传热关联式未能准确预测微通道内流动冷凝的传热特征;同时,增大入口质量流速和平均干度将提升冷凝传热系数,而壁面过冷度和饱和压力的增大则降低了冷凝传热系数。通过忽略重力的影响并突出表面张力的主导作用,对冷凝环状流过程进行合理简化,本文建立了矩形微通道内流动冷凝环状流一维稳态模型,初步揭示了表面张力在微通道流动冷凝中的重要作用。基于R410a在矩形微通道内流动冷凝的实验结果验证了模型的准确性,模型预测值与实验数据的平均相对误差为16.2%。理论分析发现:首先,弯月面半径沿流动方向呈抛物线状增大,但其增长速率逐渐变缓,冷凝液膜厚度则沿流动方向呈线性增加;其次,质量流速的增加引起气液界面剪切应力增大并降低冷凝液膜的厚度,从而提高了冷凝传热系数;最后,水力直径的减小增强了表面张力的作用,导致弯月面半径以及冷凝液膜厚度的减小,因而带来更高的冷凝传热系数。为进一步揭示微通道流动冷凝过程中冷凝液的铺展和分布规律,建立了流动冷凝环状流三维稳态模型。模型的计算结果表明,弯月面区冷凝液在较低雷诺数下的对流效应将增强冷凝传热,冷凝传热系数的模型预测值与实验数据平均相对误差为5.3%。研究发现,矩形微通道内薄液膜区的范围沿蒸气流动方向逐渐缩小而弯月面区则逐渐扩大;同时,薄液膜区的冷凝液膜厚度呈先增大后减小的变化趋势,而弯月面区的气液界面曲率半径沿流动方向逐渐增大且冷凝液膜厚度随之增大。理论分析表明,由于薄液膜区的气液界面在表面张力作用下形成复杂的曲面,产生了指向弯月面区的正向压降,驱动薄液膜区的冷凝液流向角区弯月面,即角区抽吸效应。抽吸效应的存在降低了薄液膜区的冷凝液膜厚度,从而增强了冷凝传热系数。研究还发现,角区的抽吸效应沿蒸气流动方向逐渐增强,使得在整个冷凝环状流中薄液膜区保持着较小液膜厚度,增强了环状流的冷凝传热能力。同时,质量流速越大,角区抽吸效应越弱,表明了表面张力的重要性因为质量流速的提高而降低。为揭示表面润湿特性对微通道流动冷凝的影响,通过引入化学刻蚀与低表面能涂层修饰结合的方法,实现了制冷剂R141b在铜表面的接触角从12.8°提高至21.6°。实验研究表明,接触角增大主要是由于通道壁面处表面能的降低,而微通道壁面处表面能的降低引起冷凝液的速度滑移,增强了冷凝传热系数。本文还设计了一种具有梯度润湿特性表面的微通道,实现了在质量流速100-400 kg/（m2s）范围内对冷凝传热系数的增强,冷凝传热系数较普通表面通道提高了 16.67%。
二、考虑摩擦时环状流的空泡份额求解（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、考虑摩擦时环状流的空泡份额求解（论文提纲范文）
（1）非共沸混合工质R134a/R245fa流动冷凝特性及热质传递机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 1 引言 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 研究综述 |
| 1.2.1 非共沸工质的流动冷凝热质传递模型研究 |
| 1.2.2 非共沸工质的流动冷凝实验研究 |
| 1.2.3 液膜厚度测量实验及预测模型研究 |
| 1.2.4 非共沸混合工质流动冷凝过程的气相传质阻力分析 |
| 1.3 目前研究存在的不足 |
| 1.4 研究目标和主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 2 微通道内非共沸工质的环状流热质传递模型 |
| 2.1 非共沸工质的流动冷凝特性分析 |
| 2.2 圆形微通道内非共沸工质的流动冷凝模型 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 数学模型 |
| 2.2.3 数值计算方法 |
| 2.2.4 模型验证 |
| 2.2.5 模型计算与分析 |
| 2.3 矩形微通道内非共沸工质的流动冷凝模型 |
| 2.3.1 物理模型 |
| 2.3.2 数学模型 |
| 2.3.3 模型验证 |
| 2.3.4 模型计算与分析 |
| 2.4 圆形与矩形微通道内非共沸工质的流动冷凝特性比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微通道内非共沸工质的流动冷凝实验研究 |
| 3.1 实验装置及实验工况 |
| 3.1.1 闭路式微通道流动冷凝实验系统 |
| 3.1.2 矩形微通道流动冷凝可视化实验段 |
| 3.1.3 微通道流动冷凝实验工况与工质 |
| 3.2 微通道流动冷凝实验的数据处理 |
| 3.2.1 换热与摩擦压降数据处理 |
| 3.2.2 实验数据的不确定度分析 |
| 3.3 微通道流动冷凝流型研究的结果与分析 |
| 3.3.1 纯物质工质及非共沸工质的流型特征与演化特性 |
| 3.3.2 “环状流-间歇流”的流型转化准则 |
| 3.4 微通道流动冷凝换热研究的结果与分析 |
| 3.4.1 纯工质及非共沸工质的换热特性 |
| 3.4.2 微通道内非共沸工质的流动冷凝换热系数预测方法 |
| 3.5 微通道流动冷凝摩擦压力梯度研究的结果与分析 |
| 3.5.1 纯工质及非共沸工质的摩擦压力梯度特性 |
| 3.5.2 微通道内两相流动摩擦压力梯度预测方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 微通道内非共沸工质的环状流液膜特性研究 |
| 4.1 实验装置及实验工况 |
| 4.1.1 基于激光共聚焦位移法的液膜厚度测量系统 |
| 4.1.2 液膜厚度测量微通道实验段 |
| 4.1.3 液膜厚度测量实验工况与工质 |
| 4.2 微通道流动冷凝液膜厚度测量实验的数据处理 |
| 4.2.1 换热及液膜厚度数据处理 |
| 4.2.2 实验数据的不确定度分析 |
| 4.3 瞬态液膜厚度及波动特性 |
| 4.3.1 工质组分质量分数的影响 |
| 4.3.2 质量流速的影响 |
| 4.3.3 干度的影响 |
| 4.4 平均液膜厚度与液膜热阻 |
| 4.4.1 平均液膜厚度 |
| 4.4.2 液膜热阻特性 |
| 4.4.3 环状流液膜厚度的预测方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 矩形通道内非共沸工质的分层流气相传质特性研究 |
| 5.1 实验装置及实验工况 |
| 5.1.1 基于气相色谱分析技术的组分测量实验装置 |
| 5.1.2 组分质量分数测量的实验工况与工质 |
| 5.1.3 气相色谱分析方法 |
| 5.2 组分质量分数测量实验的数据处理方法 |
| 5.2.1 换热系数与组分质量分数的数据处理 |
| 5.2.2 实验数据的不确定度分析 |
| 5.3 R134a的沿程质量分数的结果与分析 |
| 5.3.1 工质组分质量分数的影响 |
| 5.3.2 质量流速的影响 |
| 5.3.3 壁面过冷度的影响 |
| 5.4 气相传质与换热特性的结果与分析 |
| 5.4.1 气相传质与换热特性分析 |
| 5.4.2 气相传质阻力的预测方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 工作不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）狭缝通道内气液两相流压降及流型可视化实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 两相流型研究现状 |
| 1.2.2 两相压降研究现状 |
| 1.2.3 已有研究的不足之处 |
| 1.3 研究目的和内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 实验设计方案及实验标定 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.1.1 系统 |
| 2.1.2 水路系统 |
| 2.1.3 气路系统 |
| 2.1.4 可视化系统 |
| 2.1.5 数据采集系统 |
| 2.2 实验段及尺寸标定 |
| 2.2.1 实验段 |
| 2.2.2 尺寸标定 |
| 2.3 误差分析 |
| 2.3.1 测量误差 |
| 2.3.2 偏移误差分析 |
| 2.4 实验步骤及工况 |
| 2.4.1 实验步骤 |
| 2.4.2 实验工况 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 两相流动可视化实验结果分析 |
| 3.1 两相流型及其特征研究 |
| 3.1.1 实验中的典型流型 |
| 3.1.2 两相流型的测定 |
| 3.1.3 流型图 |
| 3.1.4 与常规尺寸流道的流型对比 |
| 3.1.5 与相同(或接近)水力直径其他截面形状流道的流型对比 |
| 3.1.6 各流型的流动轨迹特征 |
| 3.2 本章小结 |
| 4 两相流动参数特征及压降预测 |
| 4.1 压力特征 |
| 4.1.1 沿程压力分布特征 |
| 4.1.2 压力波动 |
| 4.2 质量含气率对压降的影响 |
| 4.3 两相摩擦压降模型公式评价 |
| 4.3.1 压降预测及公式评价 |
| 4.3.2 排除加速压降的压降预测及公式评价 |
| 4.4 径向基神经网络压降预测 |
| 4.4.1 算法结构 |
| 4.4.2 径向基神经网络概述 |
| 4.4.3 实验压降数据的学习与压降预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（3）垂直下降环空管汽水两相流压降规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 井筒温度场的研究 |
| 1.2.1 分析方法的研究进展 |
| 1.2.2 数值方法的研究进展 |
| 1.2.3 地层温度场的研究 |
| 1.3 套管内气液两相流的研究 |
| 1.3.1 圆管气液两相流研究 |
| 1.3.2 环空管的气液两相流研究 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 气液两相流基本概念及压降模型优选 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气液两相流基本参数 |
| 2.2.1 相介质含量 |
| 2.2.2 流速与流量 |
| 2.2.3 两相流体密度 |
| 2.2.4 两相流体粘度 |
| 2.3 气液两相流基本模型 |
| 2.3.1 均相流模型(Homogeneous model) |
| 2.3.2 分相流模型(Separated flow model) |
| 2.3.3 漂移通量模型(Drift flux model) |
| 2.3.4 双流体模型(Two-fluid model) |
| 2.3.5 漂移通量模型基本思想 |
| 2.4 套管气液两相流流型变化规律 |
| 2.4.1 圆管气液两相流流型变化规律 |
| 2.4.2 环空管气液两相流流型变化规律 |
| 2.5 垂直环空管气液两相流压降计算方法优选 |
| 2.5.1 截面含气率计算方法优选 |
| 2.5.2 压降关联式优选 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 垂直环空管汽水两相流压降与井筒散热耦合模型建立与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型 |
| 3.3 数学模型 |
| 3.3.1 套管气液两相流压降关联式 |
| 3.3.2 井筒拟稳态传热方程 |
| 3.4 井筒传热辅助方程 |
| 3.4.1 地层瞬态导热函数计算 |
| 3.4.2 井筒内部到水泥环外缘传热系数U的计算 |
| 3.4.3 井筒径向各部分换热系数计算 |
| 3.4.4 蒸汽物性参数计算方程 |
| 3.4.5 空气物性参数计算方程 |
| 3.5 计算程序设计思路 |
| 3.6 模型验证 |
| 3.6.1 垂直下降管气液两相流压力和干度的验证 |
| 3.6.2 垂直下降环空管气液两相流持液率的验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 垂直下降环空管水蒸汽压降分析计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同截面含气率关联式对水蒸汽压力影响研究 |
| 4.3 环空管水蒸汽压降影响因素分析 |
| 4.3.1 环空管结构参数的影响 |
| 4.3.2 注汽干度的影响 |
| 4.3.3 质量流率的影响 |
| 4.3.4 注汽压力的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 垂直下降环空管偏心度对水蒸汽压降的影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数学模型补充 |
| 5.2.1 偏心度定义 |
| 5.2.2 偏心环空平面角W′_T求解 |
| 5.2.3 复化Simpson求积公式 |
| 5.2.4 全偏心环空管流型图 |
| 5.3 偏心环空管模型验证 |
| 5.3.1 持液率验证 |
| 5.3.2 压力梯度验证 |
| 5.4 偏心度对井底湿蒸汽压力的影响规律 |
| 5.5 同心与一定偏心度下的环空管井底湿蒸汽压力影响研究 |
| 5.5.1 注汽内管管径对环空管井底湿蒸汽压力影响 |
| 5.5.2 注汽外管质量流率对环空管井底湿蒸汽压力影响 |
| 5.5.3 注汽外管干度对环空管井底湿蒸汽压力影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（4）基于MOOSE框架的五方程两相流分析程序开发（论文提纲范文）
| 1 程序框架简介 |
| 2 数学模型 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 本构模型 |
| 1) 空泡份额分布 |
| 2) 壁面/相间质量和能量传递 |
| (1) 壁面/相间质量传递 |
| (2) 壁面/相间能量传递 |
| 3) 壁面摩擦阻力 |
| 4) 交界面阻力与传热系数 |
| 5) 水/水蒸气的状态方程 |
| 3 数值方法 |
| 3.1 空间离散 |
| 3.2 时间离散 |
| 4 数值验证与计算分析 |
| 5 结论 |
（5）气力提升泵内气液两相流数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 气力提升泵研究进展 |
| 1.2.1 气力提升泵实验研究进展 |
| 1.2.2 气力提升泵数值模拟研究进展 |
| 1.2.3 气力提升泵应用研究进展 |
| 1.3 气力提升泵内气液两相流简介 |
| 1.3.1 气力提升管内流型 |
| 1.3.2 气液两相流主要参数 |
| 1.4 气力提升泵主要参数 |
| 1.5 研究内容及技术路线 |
| 2 气力提升泵数值模拟方法 |
| 2.1 Fluent简介 |
| 2.2 多相流模型 |
| 2.2.1 多相流模型简介 |
| 2.2.2 欧拉模型控制方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.3.1 湍流模型简介 |
| 2.3.2 标准k–ε模型 |
| 2.3.3 SSTk–ω模型 |
| 2.4 离散方程 |
| 2.5 气力提升泵数值计算模型构建及率定 |
| 2.5.1 Oueslati实验介绍 |
| 2.5.2 计算模型介绍 |
| 2.5.3 模型率定 |
| 2.5.4 数值模拟方法及边界条件设置 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 液体温度对气力提升泵水力特性影响 |
| 3.1 计算工况介绍 |
| 3.2 不同液体温度对液体提升流量影响 |
| 3.3 不同液体温度对气相体积分数影响 |
| 3.4 不同液体温度对提升效率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 介质密度对气力提升泵水力特性影响 |
| 4.1 计算工况介绍 |
| 4.2 提升立管内气相体积分数随气流量变化趋势 |
| 4.3 液体提升过程随时间演变规律 |
| 4.4 液体提升体积流量随气流量变化趋势 |
| 4.5 液体提升速度沿管道径向变化趋势 |
| 4.6 提升效率随气流量变化趋势 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 进气方式对气力提升泵水力特性影响 |
| 5.1 计算工况介绍 |
| 5.2 气流线性开启 |
| 5.3 气流线性关闭 |
| 5.4 气流阶梯式分段 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（6）运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 自然循环系统的构成 |
| 1.3 影响自然循环系统特性的主要因素 |
| 1.3.1 系统阻力特性 |
| 1.3.2 两相相态特性 |
| 1.3.3 典型运动条件 |
| 1.4 典型运动条件对单相流动传热特性的影响 |
| 1.4.1 混合对流的流动传热特性 |
| 1.4.2 脉动流的流动传热特性 |
| 1.5 典型运动条件对两相流动传热特性的影响 |
| 1.6 问题的提出 |
| 1.7 本文的研究目的和内容 |
| 2 典型运动条件热工水力分析程序耦合研究 |
| 2.1 典型运动条件的引入 |
| 2.1.1 典型运动条件的数学模型 |
| 2.1.2 典型运动条件在Fluent及 RELAP5 程序中的实现 |
| 2.2 不同尺度程序耦合研究 |
| 2.2.1 耦合方法的分类 |
| 2.2.2 RELAP5/Fluent耦合方法 |
| 2.3 耦合程序模型建立及验证 |
| 2.3.1 数学物理模型 |
| 2.3.2 模型及网格无关性验证 |
| 2.3.3 耦合程序验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 典型运动条件下矩形通道内单相自然循环特性 |
| 3.1 壁面加热对自然循环系统驱动力的影响 |
| 3.1.1 倾斜条件下混合对流的形成与空间演化 |
| 3.1.2 升潜条件下自然循环流动传热特性 |
| 3.1.3 摇摆条件下自然循环流动传热特性 |
| 3.2 倾斜对单相自然循环特性的影响 |
| 3.3 升潜条件下的单相自然循环特性 |
| 3.3.1 升潜条件下驱动力-流量-阻力动态关系 |
| 3.3.2 升潜对自然循环瞬时及时均特性的影响 |
| 3.4 摇摆条件下的单相自然循环特性 |
| 3.4.1 摇摆条件下驱动力-流量-阻力的动态关系 |
| 3.4.2 摇摆对自然循环瞬时及时均特性的影响 |
| 3.5 运动条件对单相自然循环特性影响的理论分析 |
| 3.5.1 运动条件下单相自然循环模型 |
| 3.5.2 升潜条件的影响 |
| 3.5.3 摇摆条件的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 典型运动条件下窄矩形通道内两相相态特性 |
| 4.1 实验系统 |
| 4.2 实验测量仪器及方法 |
| 4.2.1 平板空泡仪 |
| 4.2.2 其他参数测量及范围 |
| 4.2.3 不确定度分析 |
| 4.3 典型运动条件对窄矩形通道内流型的影响 |
| 4.3.1 泡状流-弹状流转变 |
| 4.3.2 弹状流-搅混流转变 |
| 4.3.3 搅混流-环状流转变 |
| 4.3.4 运动条件下窄矩形通道的流型图 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 典型运动条件对两相自然循环系统传热和流动的影响 |
| 5.1 两相流动沸腾及其模型 |
| 5.1.1 两相流动沸腾的一般过程 |
| 5.1.2 两相流动沸腾模型 |
| 5.2 两相流动沸腾模型及耦合程序验证 |
| 5.2.1 两相流动沸腾模型验证 |
| 5.2.2 运动条件下汽泡脱离直径模型修正 |
| 5.2.3 运动条件下两相耦合程序验证 |
| 5.3 典型运动条件对自然循环矩形通道的两相流动及传热的影响 |
| 5.3.1 倾斜对通道内流动及传热的偏斜效应 |
| 5.3.2 摇摆的双峰影响 |
| 5.3.3 流动传热特性对升潜运动的响应 |
| 5.4 典型运动条件下两相自然循环特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与创新点及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 下一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在博士期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间主要参与科研项目 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（7）不同流场环境下水平管内气水两相流动传热特性数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 流场环境影响研究现状 |
| 1.2.1 通道尺度划分 |
| 1.2.2 几何结构流场的影响研究 |
| 1.2.3 动态环境流场的影响研究 |
| 1.2.4 热载环境流场的影响研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 气液两相流动的数值计算 |
| 2.1 软件简介 |
| 2.2 气液两相流基本理论 |
| 2.2.1 主要参数 |
| 2.2.2 相间作用力 |
| 2.3 基本控制方程 |
| 2.3.1 CLSVOF模型 |
| 2.3.2 模型控制方程 |
| 2.3.3 湍流模型控制方程 |
| 2.4 气液两相流数值模拟过程 |
| 2.4.1 计算域及网格划分 |
| 2.4.2 方程的求解与离散 |
| 2.4.3 压力速度耦合算法 |
| 2.4.4 边界条件 |
| 2.4.5 初始条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 蛇形微通道内气液两相流动的数值计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型 |
| 3.3 数值模拟 |
| 3.3.1 壁面性质 |
| 3.3.2 滑移壁面 |
| 3.3.3 网格无关性验证 |
| 3.3.4 数据处理 |
| 3.3.5 对比验证 |
| 3.4 气泡长度影响因素 |
| 3.5 壁面性质对传热特性的影响 |
| 3.6 滑移壁面通道流体流动特性的研究 |
| 3.6.1 滑移效应对压降的影响 |
| 3.6.2 壁面性质对滑移效应的影响 |
| 3.6.3 滑移效应对传热特性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 U型微通道内气液两相流动数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理模型 |
| 4.3 数值模拟 |
| 4.3.1 数据处理 |
| 4.3.2 对比验证 |
| 4.4 曲率对流动特性的影响 |
| 4.4.1 曲率对压降的影响 |
| 4.4.2 曲率对速度分布的影响 |
| 4.4.3 曲率对传热特性的影响 |
| 4.5 壁面性质对流动特性的影响 |
| 4.5.1 滑移壁面对速度分布的影响 |
| 4.5.2 壁面性质对Po数的影响 |
| 4.5.3 滑移壁面对U型微通道的影响 |
| 4.6 场协同性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 起伏振动通道内气液两相流动特性数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理模型 |
| 5.3 数值模拟 |
| 5.3.1 控制方程 |
| 5.3.2 湍流模型 |
| 5.3.3 网格无关性验证 |
| 5.3.4 对比验证 |
| 5.4 起伏振动对流型图的影响 |
| 5.4.1 起伏振动对流型的影响 |
| 5.4.2 起伏振动对流型图的影响 |
| 5.4.3 起伏振动对流型转换界限的影响 |
| 5.5 起伏振动对摩擦压降的影响 |
| 5.5.1 起伏振动对平均摩擦压降的影响 |
| 5.5.2 起伏振动对瞬时摩擦压降的影响 |
| 5.5.3 起伏振动对压降波动的影响 |
| 5.6 起伏振动对空隙率的影响 |
| 5.6.1 起伏振动对瞬时空隙率的影响 |
| 5.6.2 起伏振动对平均空隙率的影响 |
| 5.6.3 经验公式对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 起伏振动通道内气液两相传热特性数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值方法验证 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 振动对温度波动的影响 |
| 6.3.2 振动对Nu的影响 |
| 6.3.3 场协同性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）气液两相流弹性管道流致振动数值建模与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 气液两相流研究现状与进展 |
| 1.2.1 气液两相流流型与试验研究进展 |
| 1.2.2 气液两相流力学模型与数值计算方法研究进展 |
| 1.3 流固耦合动力学研究进展 |
| 1.4 流致振动研究内容与难点 |
| 1.4.1 管道流致振动的研究内容 |
| 1.4.2 两相流管道流致振动研究难点 |
| 1.5 本文研究思路与方法 |
| 第二章 管内气液两相流动数值建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于HLLC格式的一维流动数值模型 |
| 2.2.1 管内流动控制方程 |
| 2.2.2 流动方程有限体积离散 |
| 2.2.3 分支节点空间离散 |
| 2.2.4 一维模型的时间推进 |
| 2.2.5 拟一维模型数值通量与时间推进 |
| 2.3 一维两相流动计算模型 |
| 2.3.1 两相流数值模型简介 |
| 2.3.2 一维均相流模型的状态方程 |
| 2.4 管内流动特性与机理分析 |
| 2.4.1 直管计算 |
| 2.4.2 变径管流动 |
| 2.4.3 分支管路流动 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 两相流管道流固耦合数值建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弹性管道半解析有限元模型 |
| 3.2.1 圆柱壳的位移场和应变 |
| 3.2.2 圆柱壳有限单元振动方程 |
| 3.2.3 半解析有限元模型的构建 |
| 3.3 分区计算的流固耦合方法 |
| 3.3.1 流固耦合界面条件 |
| 3.3.2 有限元模型求解 |
| 3.4 管道流固耦合计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 两相流管道三维流固耦合数值建模与机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两相流管道流固耦合数值建模方法 |
| 4.2.1 两相流动数值计算模型 |
| 4.2.2 管道结构振动与流固耦合建模 |
| 4.3 管道系统模态分析 |
| 4.3.1 管道系统干模态分析 |
| 4.3.2 管道系统湿模态分析 |
| 4.4 流固耦合数值计算结果分析 |
| 4.4.1 网格无关性验证 |
| 4.4.2 两相流动机理与压力脉动频谱成分分析 |
| 4.4.3 管道振动响应机理 |
| 4.4.4 两相流型、压力脉动与振动响应对应关系 |
| 4.5 流致振动响应影响因素分析 |
| 4.5.1 单向-双向流固耦合结果对比 |
| 4.5.2 管系结构对流致振动响应的影响 |
| 4.5.3 流动工况对流致振动响应的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 弹性管道流固耦合试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 弹性管道流固耦合模态试验模型 |
| 5.2.1 试验目的与试验原理 |
| 5.2.2 试验台架与设备 |
| 5.2.3 模态试验工况 |
| 5.3 水平直管与水平弯管模态分析试验 |
| 5.3.1 水平直管模态试验 |
| 5.3.2 水平弯管模态试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 主要工作与创新点 |
| 6.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或已录用的论文 |
（9）基于气泡动力学的气液两相流流型转变机理（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 两相流动流型识别方法 |
| 1.2.2 单气泡及气泡群曳力特性 |
| 1.2.3 泡状流向弹状流转变机理及判据 |
| 1.2.4 弹状流的演化及流型转变 |
| 1.3 研究现状总结 |
| 1.4 研究目的及主要研究内容 |
| 2 实验装置及参数测量方法 |
| 2.1 实验系统平台介绍 |
| 2.1.1 空气-水两相综合实验回路 |
| 2.1.2 气泡行为综合实验台 |
| 2.2 两相流动参数测量 |
| 2.2.1 仪表测量 |
| 2.2.2 电阻抗空泡仪 |
| 2.2.3 四探头电导探针 |
| 2.2.4 图像标定及处理 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.3.1 空泡仪测量流道截面平均参数处理 |
| 2.3.2 探针测量局部时均参数处理 |
| 2.3.3 图像处理参数提取 |
| 2.4 误差分析 |
| 2.4.1 直接测量误差 |
| 2.4.2 间接测量误差 |
| 3 基于ReliefF-FCM算法的客观流型识别算法 |
| 3.1 不同流型空泡波动特征 |
| 3.1.1 泡状流 |
| 3.1.2 弹状流 |
| 3.1.3 搅混流 |
| 3.1.4 环状流 |
| 3.2 ReliefF-FCM客观流型识别算法 |
| 3.2.1 波动信号统计学处理 |
| 3.2.2 CPDF特征提取与ReliefF加权 |
| 3.2.3 FCM算法及流型识别 |
| 3.3 轴向流型发展与演化 |
| 3.3.1 入口效应讨论 |
| 3.3.2 轴向流型发展对转变的影响 |
| 3.4 基于客观流型识别算法的流型图 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 单气泡与气泡群动力学特性研究 |
| 4.1 大气泡图像处理方法 |
| 4.1.1 大气泡图像预处理方法 |
| 4.1.2 边界识别方法 |
| 4.1.3 气泡上升过程图像处理方法 |
| 4.2 不同尺寸气泡上升模式 |
| 4.2.1 小振幅不规则振荡模式 |
| 4.2.2 大振幅周期性振荡模式 |
| 4.2.3 大振幅不规则振荡模式 |
| 4.3 频率分析 |
| 4.3.1 上升轨迹 |
| 4.3.2 气泡形变 |
| 4.3.3 气泡上升速度 |
| 4.4 气泡上升轨迹、形变与速度的关系 |
| 4.5 单气泡上升速度及曳力特性 |
| 4.5.1 气泡形变研究 |
| 4.5.2 曳力系数特性 |
| 4.6竖直圆管内气泡群实验 |
| 4.6.1 工况选择 |
| 4.6.2 不同液相表观流速下局部索特直径分布 |
| 4.6.3 液相流场分布特性 |
| 4.6.4 气泡上升速度及滑移速度 |
| 4.7 流型转变区域内气泡群曳力特性 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 泡状流向弹状流流型转变 |
| 5.1 相间速度比在流型转变过程中特性 |
| 5.2 相间速度比理论预测 |
| 5.3 泡状流向弹状流转变判据 |
| 5.4 判据适用性验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 弹状流向搅混流流型转变 |
| 6.1 实验数据处理方法 |
| 6.1.1 实验工况 |
| 6.1.2 气弹与液块识别方法 |
| 6.1.3 气弹与液块的上升速度 |
| 6.2 实验测量结果 |
| 6.2.1 长气弹与液块长度 |
| 6.2.2 气弹与液块部分平均空泡份额 |
| 6.2.3 搅混结构单元比例及对流型转变的影响 |
| 6.3 弹状流演化及流型转变过程 |
| 6.3.1 弹状流演化特征 |
| 6.3.2 弹状流向搅混流转变理论分析 |
| 6.3.3 搅混结构单元在流型转变中的作用 |
| 6.4 弹状流向搅混流转变判据 |
| 6.5 判据适用性验证 |
| 6.6 结论 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 下一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间主要参与科研项目 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（10）矩形微通道内制冷剂流动冷凝传热特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 微通道流动冷凝研究综述 |
| 1.2.1 微通道判别标准 |
| 1.2.2 微通道流动冷凝流型研究 |
| 1.2.3 微通道流动冷凝传热特性实验研究 |
| 1.2.4 微通道流动冷凝传热特性理论研究 |
| 1.2.5 微通道表面润湿特性对流动冷凝传热的影响研究 |
| 1.3 研究目标和主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 2 实验系统装置及方法 |
| 2.1 基于压缩制冷循环的流动冷凝实验系统 |
| 2.1.1 实验系统 |
| 2.1.2 微通道实验段 |
| 2.1.3 实验方法 |
| 2.1.4 实验段热损失 |
| 2.1.5 数据处理方法及误差分析 |
| 2.2 基于表面改性微通道的流动冷凝传热实验系统 |
| 2.2.1 实验系统 |
| 2.2.2 改性表面微通道实验段的制作及润湿性表征 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.4 数据处理方法及误差分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 微通道流动冷凝传热特性实验研究 |
| 3.1 实验工况 |
| 3.2 微通道流动冷凝流型特征 |
| 3.3 质量流速对流动冷凝传热特征的影响 |
| 3.4 干度和壁面过冷度对流动冷凝传热特征的影响 |
| 3.5 饱和压力对流动冷凝传热特征的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 微通道流动冷凝环状流一维稳态模型 |
| 4.1 物理数学模型 |
| 4.1.1 气相区 |
| 4.1.2 液相区 |
| 4.2 数值计算方法 |
| 4.3 计算结果与分析 |
| 4.3.1 实验数据验证 |
| 4.3.2 冷凝液膜分布及传热特征 |
| 4.3.3 通道水力直径对流动冷凝传热特性的影响 |
| 4.3.4 接触角对流动冷凝传热特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微通道流动冷凝环状流三维稳态模型 |
| 5.1 物理数学模型 |
| 5.1.1 几何参数 |
| 5.1.2 薄液膜区 |
| 5.1.3 弯月面区 |
| 5.1.4 传热系数计算 |
| 5.2 数值计算方法 |
| 5.3 计算结果与讨论 |
| 5.3.1 实验数据验证 |
| 5.3.2 冷凝液膜分布特征 |
| 5.3.3 微通道流动冷凝传热特征 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 表面润湿特性对流动冷凝传热特性影响研究 |
| 6.1 实验工况 |
| 6.2 接触角对流动冷凝传热和压降特性的影响 |
| 6.3 梯度润湿性对流动冷凝传热和压降特性的影响 |
| 6.4 表面微纳结构对流动冷凝传热和压降特性的影响 |
| 6.5 壁面过冷度对冷凝传热特征的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 研究的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、考虑摩擦时环状流的空泡份额求解（论文参考文献）
- [1]非共沸混合工质R134a/R245fa流动冷凝特性及热质传递机理研究[D]. 张永欣. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]狭缝通道内气液两相流压降及流型可视化实验研究[D]. 曹亚龙. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]垂直下降环空管汽水两相流压降规律研究[D]. 崔光甫. 东北石油大学, 2021
- [4]基于MOOSE框架的五方程两相流分析程序开发[J]. 牛钰航,芦韡,贺亚男,邓超群,向烽瑞,巫英伟,苏光辉,秋穗正,田文喜,于洋,卢忝余. 原子能科学技术, 2021(08)
- [5]气力提升泵内气液两相流数值模拟研究[D]. 杨泓. 西安理工大学, 2020(01)
- [6]运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究[D]. 魏列. 重庆大学, 2020(02)
- [7]不同流场环境下水平管内气水两相流动传热特性数值研究[D]. 常赫. 东北电力大学, 2020(01)
- [8]气液两相流弹性管道流致振动数值建模与分析[D]. 陈玉涛. 上海交通大学, 2020(01)
- [9]基于气泡动力学的气液两相流流型转变机理[D]. 张牧昊. 重庆大学, 2019
- [10]矩形微通道内制冷剂流动冷凝传热特性研究[D]. 丁勇. 北京交通大学, 2019(01)