一、Numerical Simulation of Sub-cooled Cavitating Flow by Using Bubble Size Distribution（论文文献综述）
曹天义[1]（2021）在《柴油机喷嘴内空化形态特性及对系统压力波动和喷雾的影响研究》文中认为柴油机喷油器喷嘴内空化两相流动长久以来被研究者广泛关注,关注的焦点多集中于具有不规则形态的喷孔入口初生进而沿壁面发展的几何诱导空化,对于由涡漩诱导的线状空化的研究相对较少。两种空化形态在喷嘴内往往同时存在,但其相互影响特性也尚不清楚。同时,在研究两种空化初生和发展特性影响因素时更偏重于喷嘴结构参数的影响,对于压力波动、燃油温度以及燃油中的含气量等动力因素和介质因素方面的影响研究较少。对此,本文基于比例放大透明喷嘴空化流动及喷雾可视化试验台,围绕燃油介质因素和压力波动动力因素开展喷嘴内几何诱导空化与涡线空化特性及其对喷雾的影响试验研究,主要研究内容和创新性结论如下:在不同的燃油温度下,几何诱导的近壁空化的发展速度均要弱于漩涡诱导的线空化。在喷孔出口处产生的线空化在较高温度下易于初生,而当喷射压力增加时,线空化向喷孔入口发展变得困难。燃油温度升高,粘度下降,云空化脱落频率随之增大。燃油温度的升高同样能够促进这种线空化的发展以及促进超空化状态下的稳定性。此外,受限于喷孔的微尺度性,几何诱导空化与孔与孔间线空化间存在强烈的相互作用和影响,发展至喷孔入口区域的孔与孔间线空化易被几何诱导空化打断其自身的发展进程,而几何诱导空化的云脱落现象同样可以使得线空化尾端发生断裂。未溶解单气泡进入喷孔后在其壁面发生了空化初生现象,燃油温度的升高对这一过程起到了促进作用。未溶解单气泡也可以在喷孔中心的涡流场中诱导拉伸产生线空化,与前者相比,线空化形态更加稳定。在对通气量的研究中发现,过多的通气量会破坏线空化结构。在单次喷射过程中,孔内未通气时,孔与孔间线空化时断时续,很难维持稳定状态,随着通气量的增加,孔与孔间线空化的强度增强,并趋于稳定。然而,对于喷嘴SAC腔内孔与孔间线空化而言,反倒是不通气情况下最为稳定。随着气泡群含量的增加,线空化在空间的位置有较大变化,气泡群含量增至一定程度后,线空化已经绕过了针阀尖端。对于起始于针阀锥面的线空化来说,由于强涡流的存在,少量气泡群对其形态并无明显影响。在针阀发生偏心现象时,两喷孔内的空化形态会产生明显差异,针阀偏向侧喷孔内的线空化形态稳定性变差。研究也得出,喷嘴SAC腔内分叉的线空化是一对涡流在缠绕盘旋过程中诱发的两股无同向性的线空化。此外,本文首次将气泡作为特殊的“示踪粒子”,捕捉到了喷嘴SAC腔内的“云团”。孔与孔间线空化转变为起始于针阀锥面线空化的过程中,压力波动幅度显着增加。由于空化形态的不稳定性,低压下的线空化易于转化为几何诱导空化,对喷雾锥角的扰动性增强。高压下线空化现象较为强烈,压力波动随之变强。在相同喷射压力下,虽然线空化强度比几何诱导空化强度小,但压力波动幅度和喷雾锥角却更大,并且线空化的峰值压力高于几何诱导空化的峰值压力。在线空化的消失、破裂和融合过程中,压力波动幅度显着增大。从而得出,影响压力波动的主要因素是空化形态和强度的“瞬态变化过程”,这一结论对喷射系统压力波动的有效控制具有指导作用。基于PIV粒子图像测速系统结合带有狭缝的平板对比了几何诱导空化与线空化对应的喷雾特性,清晰呈现了漩涡线空化导致的中空喷雾结构。喷雾速度场的分布与喷孔内的空化现象密切相关,两种空化形态对应的喷雾速度场分布具有明显差异。同时,针阀升程、喷射压力会造成喷嘴内流及空化形态的显着差异,进而影响喷雾最终形态。并且利用流量计获得了不同空化形态下喷嘴内的流量特性。本论文利用比例放大透明喷嘴内流及喷雾可视化试验台,揭示了高喷射压力、小尺寸喷孔内的两种空化现象—几何诱导空化和线空化的发展规律,阐明了燃油温度、压力波动、喷雾内部结构以及通气含量等因素与空化形态之间的作用特性,并取得了创新性的进展和成果。试验研究中获得的数据丰富且可靠,能够为今后空化模型以及喷雾雾化机理的完善工作提供真实有效的数据支持,也能够为新一代高油压、微小型喷油器的设计提供全新的理论背景。
张玙,刘益才[2]（2021）在《小型制冷系统两相流致噪声研究进展》文中研究表明系统地回顾了制冷剂两相流致噪声研究的主要进展.两相流理论研究表明,流致噪声的根本原因是压力降随时间的变化,流型对压力降的变化有显着影响,压力降的波动会引起管道的振动和噪声.空泡动力学理论指出流型会影响气泡尺寸和形状,表现出声学特性的变化.从热力学效应、管系和节流元件结构等方面出发,阐述各因素对流致噪声的影响,综合比较两相流致噪声抑制手段的效果.从实验和数值模拟2个方面,概述了两相流致噪声研究方法的发展.展望了两相流致噪声研究的发展方向,可以通过评价噪声特性的关键指标参数,系统地考察特征参数对流致噪声的影响,提出噪声抑制措施,未来指导制冷系统的优化设计.
李瑞卿[3]（2021）在《液环泵复合叶轮内流场及外特性研究》文中认为液环泵是以液体作为中间介质用来传递能量,输送气体的叶轮机械。因其结构简单,流量大,等温压缩等优点被广泛应用于石油化工、矿山开采和农业工程等领域。由于其叶轮偏心安装的结构特点,导致液环泵在工作时其叶轮流道内的流动分布极不均匀,这就使液环泵内产生了较为强烈的压力脉动和振动,进而使液环泵的效率和使用寿命降低。为了降低液环泵叶轮出口处二次回流和出口射流尾迹,减弱液环泵壳体处的压力脉动及振动,本研究在2BEA-203型液环泵的基础上,依据液环泵设计原理和复合叶轮设计方法,设计了液环泵复合叶轮。采用数值模拟和实验测试相结合的方法,对比研究了复合叶轮液环泵和原型叶轮液环泵的内流场,外特性和压力脉动特性规律。在此基础上还研究了复合叶轮短叶片进口直径和复合叶轮叶片数对液环泵的内流场,外特性和压力脉动特性的影响。本文主要研究内容及创新性成果有:（1）开展了液环泵外特性和压力脉动特性测试实验,实验结果表明:实验测试得到液环泵的效率和真空度与数值模拟值的变化趋势一致,由于数值模拟未考虑液环泵的轴向间隙泄漏,因此数值模拟得到的效率和真空度略微高于实验值。实验测试得到的液环泵壳体处压力脉动的幅值和频域分布与数值模拟值吻合程度较好。（2）采用数值模拟和实验测试相结合的方法对比研究了复合叶轮液环泵和原型叶轮液环泵的外特性和内流场。研究结果表明:复合叶轮可以显着提升液环泵的效率和真空度。降低液环泵排气区和压缩区壳体处的压力,降低液环泵排气口始端附近的速度梯度,减小液环泵在排气区和吸气区的湍动能损失,改善液环泵排气区和压缩区流道内的流动状态,使复合叶轮液环泵气液两相交界面形状较原型叶轮液环泵更加光滑。（3）采用数值模拟和实验测试相结合的方法研究了复合叶轮液环泵和原型液环泵壳体处的压力脉动特性,并对两种液环泵壳体处压力脉动沿周向的分区特性进行了机理分析。研究结果表明:复合叶轮液环泵壳体处的压力脉动幅值整体小于原型叶轮液环泵。由于液环泵叶轮流道内的流动不均匀性,两种液环泵壳体处压力脉动的幅值和主频沿圆周的顺时针方向均呈现出了明显的分区特性。两种液环泵壳体处的压力脉动幅值沿着周向顺时针方向先变小,在压缩区达到最小,而后再变大。（4）采用数值模拟的方法研究了复合叶轮短叶片进口直径对液环泵性能及压力脉动的影响。研究结果表明:液环泵复合叶轮短叶片的长度既不能太短也不能太长。短叶片越长则液环泵短叶片进口处的流动越不均匀,短叶片过短则起不到改善叶轮流道内流动状态的目的。当短叶片进口直径为0.65D2时,液环泵的效率最高为17.7%。复合叶轮液环泵的真空度随着短叶片进口直径的增大先减小,而后基本不变。短叶片进口直径为0.6D2的复合叶轮液环泵的气液交界面形状最为光滑;当短叶片进口直径为0.65D2时,液环泵的排气区和吸气区的湍动能损失最小。复合叶轮短叶片太短则不能起到抑制压力脉动的作用,当短叶片进口直径为0.75D2时,液环泵壳体处的压力脉动幅值最大。不同长度的短叶片对于液环泵壳体处压力脉动的频域分布有一定影响。（5）采用数值模拟的方法研究了复合叶轮叶片数对液环泵性能和压力脉动的影响。研究结果表明:液环泵复合叶轮叶片数不能过多或过少,复合叶轮叶片数过多增大了液环泵进口处的排挤和叶片摩擦损失,叶片数过少则不能达到设计复合叶轮改善流道内流动状态的目的。当复合叶轮叶片数为12长+12短时,液环泵效率最高为19.36%。复合叶轮液环泵的真空度随着复合叶轮叶片数的增加而逐渐增加。当复合叶轮叶片数为14长+14短时可以较好的改善流道内的流动状态,降低流道内的压力梯度,抑制压力脉动的幅值,但叶片数过多会使液环泵进气口和排气口处的排挤增大,导致湍动能损失较多。当复合叶轮叶片数为10长+10短时,液环泵流道内的压力梯度较大,不能起到改善液环泵内流场状态的目的。
黄彪,黄瀚锐,刘涛涛,张孟杰,王国玉[4]（2020）在《通气空泡流动特性研究现状及进展》文中进行了进一步梳理通气空泡是一种复杂的多尺度多相流动现象,尤其是通气局部空泡,不同尺度空泡旋涡的生成、发展、脱落及其相互作用,会造成流体动力发生剧烈、复杂的变化,对超空泡的生成、发展与稳定性有着重要作用。本文首先从实验测量和数值模拟两个角度,综述了通气空泡流动特性研究的发展概况,分析了当前存在的问题。在通气空泡流动实验研究中,主要介绍了实验平台、通气空泡形态、内部流场结构以及流体动力测量等方面所取得的进展。在数值模拟方法中,对目前的多相流模型和湍流模型进行了分类介绍;之后,总结了通气空泡的流态特征及不同流态间的转变机制、通气局部空泡的非定常脱落特性等;最后展望了通气空泡流动的研究方向和未来发展趋势。
侯晨光[5]（2020）在《文丘里喷雾器气液流动特征和结构优化》文中指出二氧化硫的排放问题已经成为当今世界急需解决的问题之一,目前世界范围内的脱硫方式主要包括干法、半干法、湿法三种脱硫方式,而其中应用最为广泛的是石灰石-石膏法。自吸式文丘里喷雾器因其自身独有的优势在湿法脱硫中占有重要的地位。自吸式文丘里喷雾器具有高效的气液传质效率,且引射时无需接入外部能源,能够有力的减少脱硫成本的支出,因此,自吸式文丘里喷雾器的脱硫效率研究显得尤为重要。在自吸式文丘里喷雾器的脱硫过程中,其自身的雾化效果决定了最终的脱硫效率,而出口液滴直径尺寸分布成为衡量其雾化效果的一个关键指标。在自吸式文丘里喷雾器的雾化过程中,现有的模拟结果未将这两次雾化统一起来,而二次雾化的初始条件采用的是经验公式,与实际的雾化过程难免产生一定的偏差。另外,对自吸式文丘里喷雾器液滴直径分布的研究也主要集中在出口液滴直径的分布上,并未对自吸式文丘里喷雾器内部的液滴直径分布进行研究。本文通过采用Fluent中的VOF-DPM耦合模型将初次雾化和二次雾化统一在一个完整的模拟过程中。研究表明:自吸式文丘里喷雾器出口的液滴直径大小会随着入口压力的增大而减小。另外还对自吸式文丘里喷雾器扩散段内部不同截面上的液滴直径分布进行了研究,发现在距喉部不同距离的扩散段截面上液滴直径的分布经历了先减小后增大的现象。而在文丘里喷雾器扩散段不同截面的上下半区上,液滴直径分布也并不均匀,上半区的平均液滴直径明显小于下半区的平均液滴直径,猜测的可能原因是一些大的液滴在重力作用下会向下半区移动,造成了下半区液滴直径明显大于上半区液滴直径的现象。本文最后根据已经存在的问题对自吸式文丘里喷雾器进行了结构优化,通过在扩散段底部加装空气入口给沉积在扩散段底部壁面上的液膜重新提供动能,使其能够再一次回到扩散段的中心位置参与雾化,最终结果表明新结构的自吸式文丘里喷雾器能够有效降低沉积在扩散段底部液膜的量,并且在自吸式文丘里喷雾器扩散段的不同截面上,上下半区的液滴直径分布更加均匀,且在接近出口位置的扩散段横截面上,液滴液滴直径未出现明显的增大现象。
徐希魏[6]（2020）在《LNG潜液泵低温空化特性研究》文中认为LNG潜液泵作为液化天然气生产、转移、输送等过程中的核心动力输送装备,其性能好坏对液化天然气系统的安全性与经济性具有很大的影响。液化天然气温度约为-162℃,低温条件对潜液泵材料和性能要求极高,空化现象的发生对潜液泵的影响尤为显着。本文在省六大人才高峰（B类）项目“万吨级深海浮式LNG潜液泵水力设计关键技术研究与应用”的资助下完成,以LNG潜液泵为研究对象,基于文献中的翼型实验数据对变温环境下的湍流模型及空化模型进行修正;基于修正的湍流模型及空化模型,研究了LNG潜液泵内部流态及非定常空化流动特性。本文主要研究工作如下:（1）基于Hydrofoil翼型、NACA0015翼型试验结果,研究不同温度下湍流模型（k-ε模型、k-ω模型、RNG k-ε模型、SST k-ω模型）的适用性,并采用密度修正法和滤波器修正法对湍流模型进行修正和验证。研究发现,在介质温度为25℃时,采用k-ε模型与k-ω模型对Hydrofoil翼型计算的空泡长度、厚度和形状较为接近,且k-ε模型计算获得的翼型表面压力系数分布与实验值最为吻合。两种修正湍流模型对NACA0015翼型计算结果得到明显改善。介质温度为50℃时,在翼型中部及下游,k-ωFBM模型和k-εFBM模型具有较高预测精度。介质温度为70℃时,各湍流模型模拟结果接近。综合比较,k-εFBM模型具有更优的适用性。（2）以不同温度下的液氮为工作介质,考虑空化过程中热力学效应对空泡区流体温度的影响,基于Hord水翼进行Zwart-Gerber-Belamri空化模型的修正,并分别通过Hord水翼和Ogive钝体水翼进行低温空化的数值验证。研究发现,相比Schnerr-Sauer模型、Merkle模型、Kubota模型和Zwart-Gerber-Belamri模型,修正Zwart-Gerber-Belamri空化模型可以准确地预测低温液氮中的空泡区域面积。同时,修正模型获得的空化核心区域对温度更为敏感,空泡区的压降和温度、空化强度随进口温度的变化迅速改变,验证了修正Zwart-Gerber-Belamri空化模型对低温空化模拟的准确性与有效性。（3）以液化天气为介质,对非空化状态下LNG潜液泵进行数值计算,研究了诱导轮与叶轮之间轴向距离对潜液泵性能的影响,分析了潜液泵外特性、内部流场分布规律。研究结果表明,数值计算与实验结果吻合较好,两者高效区皆为0.8Qdes～1.4Qdes工况。随着轴向距离增大,小流量工况下潜液泵扬程有所下降。Lz=0mm方案下,首级叶轮内分离涡较少,速度流线分布较为均匀,潜液泵整体流动状态在四种方案中最优。小流量工况下潜液泵内部流动分离现象明显,流动紊乱,能量耗散严重。次级叶轮内流动状态较首级叶轮更加稳定。在诱导轮进口轮缘和首级叶轮进口轮毂处存在明显低压区,容易发生空化现象。（4）基于修正的湍流模型和空化模型对LNG潜液泵进行非定常数值计算,重点分析了LNG潜液泵的空化性能,研究了叶轮和诱导轮内空泡体积分布、压力分布及空泡发展规律,探索了空化对潜液泵压力脉动的影响。研究发现,数值计算得到的临界汽蚀余量为4.8m,当汽蚀余量继续减小时,扬程急剧下降,说明泵内出现严重空化现象。随着汽蚀余量的不断下降,诱导轮和首级叶轮内空泡尺度与强度逐渐增强,低压区面积逐渐增大。诱导轮内空化现象相较于叶轮更为严重,在临界汽蚀工况附近已堵塞大部分流道,是造成扬程下降的根本原因。空化现象对首级叶轮的影响大于次级叶轮,低频信号随着汽蚀余量降低逐渐增多,各级叶轮的压力脉动主要受低频空化现象及动静干涉影响。
张智[7]（2020）在《高速轴向柱塞泵搅拌和摩擦功率损失及空化分析》文中进行了进一步梳理本文的研究对象为高速轴向柱塞泵,随着现代工业对于柱塞泵高速化的需要,因此对于高速轴向柱塞泵的研究具有十分重要的意义。而随着柱塞泵转速的提高,其搅拌功率损失和空化将越加显着,因此本文主要对高速轴向柱塞泵的搅拌和摩擦功率损失及空化展开研究。对于搅拌损失的研究,目前主要建立了数学模型并分析其影响因素,但是,由柱塞旋转搅拌流场引发的压差阻力对于搅拌损失的影响没有考虑在内,而且没有研究流场内部的状态。而随着柱塞泵转速的增加,压差阻力会大大提高,流场的湍流现象也将会越来越明显。因此,本文将建立一个包括压差阻力等影响因素在内的数学模型,以进一步提高搅拌损失模型的准确性。同时,本文还对高速旋转柱塞泵的内部流场的湍流现象进行具体的分析,分别对影响柱塞泵搅拌损失的影响因素进行深入的研究。柱塞泵中的搅拌流场域主要包括柱塞上部和缸体内壁之间的柱塞搅拌流场域及缸体外壁和壳体内壁之间的缸体搅拌流场域两部分,本文研究了缸体转速、柱塞数、斜盘倾角对搅拌流场域功率损失的影响,当柱塞泵高速旋转时,搅拌功率损失非常显着;滑靴副和配流副的摩擦功率损失也是高速柱塞泵功率损失中非常重要的部分,通过采用仿生非光滑配流副缸体接触面,可以有效降低配流副的摩擦功率损失。随着柱塞泵转速的提高,不仅功率损失越来越大,泵的空化也越发严重,建立柱塞泵全流体域模型,分别分析高速轴向柱塞泵中吸油口、配流盘、缸体腰型孔、柱塞腔的空化区域的分布及产生机理。在对泵整体空化的分布及产生机理分析的基础上,分别研究泵转速、负载压力、斜盘倾角对泵各部件空化程度的影响。基于以上分析,通过使缸体腰型槽倾斜一定的角度以及提高入口压力,减弱泵内各部件空化的程度。
徐泽鑫[8]（2020）在《离心泵叶轮后盖板粗糙带抑制空化效果研究》文中研究表明空化是水力机械领域中难以避免的水动力学现象,随着人们对空化的深入认识,部分领域如环保、医疗、化工、钻探、国防以及水加工处理等领域开始利用空化发生时所产生的高湍流及高能量转换特性,但在水力机械领域中,空化发生往往伴随着振动、噪声以及空蚀等不利因素的产生,现阶段完全消除这些空化的负面影响基本是不可能的,因此减弱及降低空化带来的危害成为众多学者研究的难点及重点,探讨有关空化流动数值方法适用性和抑制手段对于水力机械领域具有一定的研究价值。本文基于试验与数值模拟相结合的方法,对离心泵空化流动特性进行了深入探索,系统地研究了空化模型对低比转速离心泵空化性能预测精度的影响;其次,对修正前后的湍流模型粘性系数及饱和蒸汽压力进行试验验证及适用性分析;最后,通过提出在低比转速离心泵叶轮后盖板布置粗糙带的方法来抑制叶轮内部的空化发展程度。本文的主要内容和创新成果如下:在本文的第一部分,概述总结了近年来国内外有关空化流动试验、数值计算方法以及空化控制手段的研究进展,通过搭建离心泵可视化试验平台,对离心泵进行外特性以及空化性能测试,处理试验数据得到外特性性能曲线、空化特性曲线,以及由图像采集设备采集到的全工况下叶轮空泡形态发展的全过程,以此研究了低比转速离心泵内部空化流场空泡形态特性及部分重要时刻点的空化发展情况,为后续研究空化模型与湍流模型修正的适用性及其评判奠定基础。在本文的第二部分,从运输方程出发总结了六种典型的空化模型,对其中所涉及的空化模型进行了详细的对比分析,并评估了其对预测低比转速离心泵空化性能及内部空泡形态的适用性,为此通过可视化试验图像采集,对数值计算结果与试验进行对比,以验证不同空化模型的准确性及适用性,结果表明,空化性能预测吻合良好,但定常数值计算中空泡形态基本不吻合;其次,提出对湍流模型中的粘性系数进行修正,以改善由于空化流动时汽液两相间密度差异对湍流粘性系数造成的影响,并通过修正密度函数来降低流场内的湍流粘度,研究结果表明,合理n值的粘性系数修正能提高低比转速离心泵的空化性能预测精度,避免对空化严重阶段造成过度预测;最后,考虑到湍流压力脉动对饱和蒸汽压力的影响,通过估算湍流压力脉动的局部值来对饱和蒸汽压力进行了修正,并通过修正饱和蒸汽压力函数来校正流场内的汽化压力,研究结果可知,与未修正结果相比,修正后的数值方法精度稍高,吻合范围稍好,相应的可视化试验空泡形态与数值预测结果相像,即湍流粘性及饱和蒸汽压力修正能较大程度的保证离心泵空化性能及其内部空泡形态的预测精度,本部分研究为后续研究离心泵内空化抑制手段提供了一个较为精确且适用的数值计算方法。在本文的第三部分,即文章的最后部分,主要提出了一种在低比转速离心泵叶轮后盖板出口处布置非光滑仿生粗糙带结构以抑制泵内空化的新方法;应用修正的SST k-ω湍流模型、Zwart-Gerber-Belamri空化模型研究了叶轮后盖板布置粗糙带对低转速离心泵内部空化的抑制作用,分析了布置该结构后空化发生形式、形成过程、压力分布、湍动能分布、流场结构、剪切应变率分布、流场涡旋结构以及瞬态压力脉动特性间的关系,研究结果表明,该结构对空化初生阶段并无影响,在空化发展初期到严重阶段间可以有效阻止低压区向叶轮出口处扩张,从而延缓离心泵的空化进程;其次,粗糙带结构可极大程度地降低流场内的剪切应变率并缩小高剪切应变率的分布范围,在一定程度上降低了速度梯度,提高该结构附近的近场压力,迫使空泡外侧形态发生一定程度的改变;粗糙带结构的存在可小幅度减少Q正值的分布区域,减弱涡旋结构强度,降低流动损失;此外,该结构可显着地降低周期叶轮内的平均空泡数量,并能减少该结构空泡覆盖区域及蜗壳内的压力脉动主频,但其对叶轮内空泡未覆盖区域造成小幅扰动。
李新海[9]（2019）在《GDI喷油器喷孔结构参数对其喷油特性的影响研究》文中进行了进一步梳理排放法规中新添加对排放颗粒数目的限定,对汽油机的燃烧及排放特性提出了更高的要求,发动机缸内燃油空气混合不均匀、各缸以及循环之间的循环喷油量存在差异都限制了排放特性的进一步改善。为了改善排放性能,降低比油耗,缸内直喷（Gasoline Direct Injection,GDI）燃油系统的应用成为了汽油机技术革新的重要发展方向之一,相较于进气道喷射燃油供给方式,GDI燃油系统具有能够精确的控制各缸的循环喷油量、响应性好等优点。但是,目前高性能的GDI喷油器主要依赖国外进口或者外资企业加工生产,为了能够使其国产化,需要对GDI喷油器进行深入的研究分析。在GDI喷油器的开发研究过程中,发现喷孔的结构参数对喷油特性的影响非常大,这是由于喷油器内部为单相连续流动,而喷孔区域为复杂的气液两相流动,喷孔出口的气液相占比以及射流速度直接影响到了燃油的初始破碎状态,进而影响燃油在缸内与空气混合,由此可得喷孔结构参数的加工一致性对保证喷油特性的一致性显得尤为重要。利用定容弹喷雾可视化平台对比了进口及国产GDI喷油器样件的宏观喷雾特性,通过对比喷雾扩散角及喷雾贯穿距的变化,发现各喷孔的喷雾特性存在较大差异。但是由于实验存在安装偏差、测量误差、各孔油束的相互作用以及图像处理误差等,无法进行喷孔加工差异对喷雾的影响的定量分析,由此确定了采用多相流仿真分析方法对喷孔结构进行研究的技术路线。为了验证多相流仿真分析模型的有效性,需要利用气液相流动实验结果对其进行验证。由于微小透明孔的加工难度非常大,无法获得喷孔实际尺寸下孔内空化现象的可视化实验结果验证数学模型,因此关于喷孔内空化现象的实验研究基本采用相似准则建立简化放大的透明喷孔结构,利用简化结构进行燃油流经狭窄缝隙时空化现象的产生机理、发展过程以及稳定状态的研究。本文采用了前人对简化喷孔内部流动过程及流量特性的实验结果,建立了与实验中采用喷孔结构相同的网格模型,在相同的实验条件下进行了数值解析。通过实验与仿真结果中不同压差下的空化现象的对比,对空化模型有效性进行了验证,认为所选模型可以用于描述微小孔内的气液两相流动过程,并且通过对比相同条件下的流量特性验证了湍流模型的有效性。基于已经验证的可用于描述多相流运动的仿真分析模型,本文数值解析了GDI喷油器喷孔结构参数对喷油特性的影响。根据实际喷油器油头结构抽象出流体域模型,引入单因素敏感性分析方法,对喷孔结构参数对喷油特性的影响进行定量分析,喷孔的结构参数主要包括喷孔入口倒角半径、内孔直径、内孔长度、内孔锥度、喷孔夹角、外孔直径、外孔长度以及外孔肩部倒角。数值解析了不同喷孔结构下的喷孔内气液两相流动过程,得到了以下结论:在研究范围内,循环喷油量的增加与喷孔内孔直径改变的关系可以利用线性拟合方程进行描述,这表明在相同喷油压力下喷油特性对喷孔直径的敏感强度在研究范围内保持不变,并获得了不同喷油压力及喷孔直径下的循环喷油量的计算公式;喷孔入口倒角半径对喷油特性影响的研究发现,增大入口倒角半径能够有效抑制喷孔内空化现象的产生及发展,减小喷孔局部的阻力系数,降低局部阻力。单孔循环喷油量对入口倒角半径的敏感强度随喷孔入口倒角半径的增加呈现先增加后缓慢降低的趋势,在喷孔入口倒角半径为0.02mm附近时循环喷油量的敏感性最强;对喷孔的内孔锥度的研究结果表明,内锥度增加可以抑制孔内空化现象的发展,使喷孔出口的有效流通截面积增大。外锥度增大导致孔内空化区域扩大,但是外锥度的增加降低了喷孔局部阻力,使得流量系数增加。喷油特性对小锥度的敏感性较强,且随着锥度的增加喷油特性对喷孔锥度的敏感性逐渐减弱,所以在加工小锥度喷孔时尤其需要提高其加工精度;相对而言,喷油特性对内锥锥度的敏感性大于对外锥锥度的敏感性;喷油特性对喷孔夹角的敏感性随喷孔夹角的增大而逐渐增加,当喷孔夹角增大至70°时喷孔内的空化区域明显增大,燃油的有效流通截面减小,且循环喷油量对喷孔夹角敏感性明显增强。利用喷孔轴线与阀座球心间偏心距离定义了正、负喷孔夹角,数值解析了不同喷孔轴线偏心距对喷油特性的影响,结果表明,负喷孔夹角易导致孔内空化现象增强,使循环喷油量对喷孔轴线偏心距的敏感性增强,正喷孔夹角可以减小空化区域,降低循环喷油量对喷孔轴线偏心距的敏感强度。指出了喷孔轴线偏向针阀阀杆方向的正偏心距有利于提高喷油特性一致性;对喷孔内孔长度、外孔长度、外孔直径的研究发现,喷孔长度偏差使得喷油速率急速升高结束到稳定的过渡期产生差异,外孔直径减小使得燃油射流的径向约束增强,但是循环喷油量对喷孔长度及外孔直径的敏感性较弱;数值解析了三种外孔肩部倒角半径对喷孔内燃油流动的影响,结果表明,外孔肩部倒角半径的存在可以通过局部涡流减少外孔死角的燃油积聚,降低积碳的生成量,而外孔为外锥型时在燃油射流上边缘轮廓处出现多个局部小涡流,可以促进燃油与空气混合。基于喷孔结构对喷油速率及循环喷油量影响的单因素分析结果,并结合当前喷孔结构参数的加工精度,对比了各结构参数对循环喷油量的影响量级,从而明确了喷孔入口倒角半径、内孔直径、内孔锥度以及喷孔夹角为关键结构参数。在喷油特性对喷孔结构参数单因素敏感性分析结果的基础上,利用两因素称合分析方法研究了关键结构参数相互耦合对喷油特性的影响。数值解析结果表明,喷孔入口倒角半径的增大会导致喷油特性对喷孔直径的敏感性增强,反之,喷孔直径的增加亦会导致喷油特性对喷孔入口倒角半径的敏感性增强;喷孔入口倒角半径的增加降低了喷油特性对喷孔内锥锥度的敏感性,但增强了喷油特性对外锥锥度的敏感性,考虑到大喷孔入口倒角的研磨易导致外锥喷孔最小流通截面积改变或破坏,建议严格控制研磨时间;喷孔直径的增加增强了喷油特性对喷孔锥度的敏感性,尤其是对内锥锥度的敏感性;在喷孔入口倒角半径大于20μm时,循环喷油量对喷孔夹角敏感强度较弱,而随喷孔入口倒角半径的逐渐减小,循环喷油量对喷孔夹角的敏感性逐渐增强;喷孔夹角增大降低了喷油特性对喷孔直径的敏感性,但在小喷孔夹角下喷油特性对喷孔直径的敏感性基本保持一致,喷孔直径的增加增强了循环喷油量对大喷孔夹角（≥70°）的敏感性;喷孔夹角的改变基本不影响喷油特性对内锥锥度的敏感性,而喷孔夹角的改变明显影响了喷油特性对外锥锥度的敏感性,仅当喷油夹角较大（≥70°）时,喷油特性对外锥锥度的敏感性才逐渐降低。基于以上分析结果,明确了喷孔结构参数之间相互变化对喷油特性的影响,为喷孔结构的优化设计提供了理论指导。在喷油器体上加工了沿轴线方向的单孔,测量了单孔流量特性,并建立了与单孔结构相同的仿真模型,在相同边界条件下进行仿真,通过对比实验与仿真的流量特性,证明了仿真结果是可靠的。同时,根据对喷孔结构参数的仿真结果加工了多支GDI喷油器,在开发的油泵油嘴性能评价实验台上进行了测量,实验结果间接验证了文中数值解析结果的可靠性。基于喷孔结构对喷油特性影响的单因素及多因素耦合分析,本文提出研究了喷油特性对喷孔入口倒角的敏感性,明确了喷孔入口倒角半径在20μm附近时喷油特性的敏感性最强,该结论可以用于指导喷孔研磨时间的选择;结合喷孔内空化面积分布区域,分析了循环喷油量对喷孔轴线与阀座球心间偏心距的敏感性,提出采用喷孔轴线偏向针阀阀杆方向的正偏心距有利于提高喷油特性一致性;确定了在GDI喷油器设计阶段喷孔结构参数的优选区域,归纳了用于计算不同喷射压力时喷孔直径偏差引起的循环喷油量差异的拟合公式,可指导喷油器喷孔结构加工精度的选择。
付冰[10]（2019）在《并联矩形突扩微通道流动与强化换热研究》文中提出随着微电子和集成电路等技术的进步和发展,电子芯片向着功能多、功率高、速度高和微小型化的方向发展。其越来越高的功率,导致电子芯片产生的较高的热流密度得不到去除,表面温度急剧上升,产品使用寿命随之降低,严重制约了高新技术的发展。传统的空气冷却技术已经满足不了高热流密度电子芯片的需要,而在液体冷却技术中,微通道具有结构小型、所需制冷剂用量少和散热量高等优点,使得微通道成为一种理想的电子器件散热器,也受到越来越多学者的关注。对于微通道流动换热的研究已经由矩形、三角形和圆形等简单的微通道结构逐步的向复杂的微通道结构方向发展。本文设计加工了一种并联矩形突扩微通道,以水、乙醇和氮气为工质,采用理论分析和实验研究手段,研究了水、乙醇单相工质和乙醇/氮气两相工质在热态条件下的流动与换热特性以及乙醇/氮气在冷态下的气液两相流流型。单相工质研究表明:对流动特性而言,随着雷诺数的增大,工质的进出口压降增大,并且相同流速下,乙醇的进出口压降比水大;相同热流密度下,工质进出口压降随着流量的增加而增加,但是随着流量的增加,不同热流密度间的压降差值减小。对换热特性而言,水和乙醇的微通道底面温度均随着雷诺数的增大而降低,但是在Re=225以后,微通道壁面温度下降幅度逐渐变缓;相同条件下,水的平均换热系数可达到7 00010 000 W/（m2·K）,而乙醇的平均换热系数只能达到3 6005 500 W/（m2·K）,水的换热能力明显大于乙醇。两相工质研究表明:对流动特性而言,乙醇/氮气气液两相工质的进出口压降随着液相折算速度和气相折算速度的增大均呈现增大趋势;随着气相折算速度的减小,分液相摩阻倍增系数Φl2随X增大时的减小趋势变缓,不同气相折算速度曲线几乎连接成一条曲线,曲线的C值均等于2。对换热特性而言,乙醇/氮气的换热能力要比乙醇单相时较好,随着氮气流速的增加,促进乙醇流动的能力越强,扰动越强,传热得到了强化,并且氮气流速由0.089 m/s增加到0.268m/s时,微通道壁面的温度可以降低2～3℃。对气液两相流流型而言,乙醇/氮气气液两相工质流动过程中,随着气相流速的增大,依次出现泡状流、塞状流、弹状流和环状流;气相进入储液槽后,由于每条通道与进口距离不同,会出现流量分配不均问题,中间通道中气体含量大于两侧通道。
二、Numerical Simulation of Sub-cooled Cavitating Flow by Using Bubble Size Distribution（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、Numerical Simulation of Sub-cooled Cavitating Flow by Using Bubble Size Distribution（论文提纲范文）
（1）柴油机喷嘴内空化形态特性及对系统压力波动和喷雾的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 喷嘴内空化现象概论 |
| 1.2.1 空化定义 |
| 1.2.2 空化初生三要素及判断方法 |
| 1.2.3 空化形态分类 |
| 1.2.4 空化影响及应用 |
| 1.3 喷嘴内空化流动的国内外研究现状 |
| 1.3.1 空化流动的影响及研究现状 |
| 1.3.2 空化效应及研究现状 |
| 1.3.3 喷嘴内空化流动研究的不足 |
| 1.4 本文主要研究内容及意义 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 比例放大喷嘴内流及喷雾可视化试验方法 |
| 2.1 试验系统工作原理 |
| 2.2 试验系统组成 |
| 2.2.1 燃油供给及温控系统 |
| 2.2.2 流量测量装置 |
| 2.2.3 压力波动数据采集系统 |
| 2.2.4 通气系统 |
| 2.2.5 粒子图像测速系统 |
| 2.3 透明喷嘴结构及其内部流动成像方法 |
| 2.3.1 比例放大透明喷嘴结构 |
| 2.3.2 阴影成像法 |
| 2.4 数据后处理方法 |
| 2.4.1 喷嘴内空化强度及喷雾数据的后处理 |
| 2.4.2 试验参数求解依据 |
| 2.5 试验方案及重复性验证 |
| 2.5.1 试验方案 |
| 2.5.2 试验结果重复性验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 燃油温度对空化形态及喷雾的影响研究 |
| 3.1 燃油温度对燃油物性参数的影响 |
| 3.2 燃油温度对不同形态空化初生和发展的影响 |
| 3.2.1 不同温度下空化发展特性 |
| 3.2.2 燃油温度对不同形态空化初生的影响 |
| 3.2.3 两种形态空化的相互作用特性 |
| 3.3 燃油温度对云空化脱落频率的影响 |
| 3.4 高喷射压力下燃油温度对孔与孔间线空化发展的影响 |
| 3.5 高燃油温度工况下的特殊空化现象 |
| 3.5.1 起始于喷孔出口处的线空化发展 |
| 3.5.2 线空化的周期性变化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 燃油中未溶解单气泡及通气量对空化形态及喷雾的影响 |
| 4.1 燃油中未溶解单气泡对喷嘴内流动特性的影响 |
| 4.1.1 两相流状态下未溶解单气泡对喷嘴内流动特性的影响 |
| 4.1.2 单相流状态下未溶解单气泡诱导出的线空化特性 |
| 4.2 燃油中初始气泡群对喷嘴内流动特性的影响 |
| 4.2.1 初始气泡群对空化形态的影响 |
| 4.2.2 两种空化形态的统计描述 |
| 4.3 通气量对空化特性的影响 |
| 4.3.1 不同通气量下空化形态的变化规律 |
| 4.3.2 孔与孔间线空化强度及位置特性 |
| 4.3.3 起始于针阀锥面线空化及近场喷雾特性 |
| 4.4 通气量对喷嘴内特殊空化现象的影响 |
| 4.4.1 针阀偏心现象 |
| 4.4.2 空化分叉及云团现象 |
| 4.4.3 上游初始气泡群对喷孔出口处线空化的影响 |
| 4.5 空化形态对喷嘴流通及喷雾特性的影响 |
| 4.5.1 喷雾内部结构特性 |
| 4.5.2 不同空化形态下的喷雾特性 |
| 4.5.3 喷雾流场特性 |
| 4.5.4 空化形态对喷嘴内流通特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 喷嘴内空化形态对系统压力波动的影响研究 |
| 5.1 压力数据采集器的准确性验证 |
| 5.2 空化流动形态及压力波动特性 |
| 5.2.1 空化各发展阶段的压力波动特性 |
| 5.2.2 空化形态的不稳定与压力波动特性 |
| 5.3 稳态下的空化现象及压力波动特性 |
| 5.3.1 线空化的压力波动特性 |
| 5.3.2 几何诱导空化的压力波动特性 |
| 5.3.3 两种空化形态下的压力波动对比 |
| 5.4 典型空化形态下的压力波动规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结及工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
（3）液环泵复合叶轮内流场及外特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 液环泵国内外研究进展 |
| 1.3 泵内非稳态特性国内外研究进展 |
| 1.4 长短叶片复合叶轮国内外研究进展 |
| 1.5 研究内容及创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 1.6 课题来源 |
| 第2章 液环泵内流动特性及其数值方法 |
| 2.1 液环泵的结构与工作原理 |
| 2.2 液环泵的性能参数 |
| 2.3 液环泵的内流动研究方法 |
| 2.4 计算流体力学的控制方程 |
| 2.4.1 连续性方程 |
| 2.4.2 纳维-斯托克斯方程 |
| 2.4.3 能量守恒方程 |
| 2.5 湍流模型 |
| 2.5.1 直接数值模拟 |
| 2.5.2 大涡模拟 |
| 2.5.3 雷诺时均NS方程法 |
| 2.5.4 RNG k-ε模型 |
| 2.6 气液两相流模型 |
| 2.7 初、边值条件 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 复合叶轮液环泵数值计算与实验 |
| 3.1 液环泵复合叶轮的设计 |
| 3.2 三维建模及网格划分 |
| 3.3 内流动数值模型 |
| 3.4 实验测试 |
| 3.4.1 实验装置 |
| 3.4.2 实验压力脉动测点布置 |
| 3.4.3 实验与数值模拟外特性分析 |
| 3.5 内流场对比分析 |
| 3.6 壳体压力脉动特性分析 |
| 3.6.1 压力脉动数据处理方法 |
| 3.6.2 实验与数值模拟的压力脉动频域对比分析 |
| 3.6.3 压力脉动的幅值特性 |
| 3.6.4 压力脉动的频域特性 |
| 3.6.5 压力脉动频域分区特性的机理分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 短叶片进口直径对液环泵性能的影响 |
| 4.1 短叶片进口直径的设计 |
| 4.2 数值模型 |
| 4.3 外特性对比分析 |
| 4.4 内流场对比分析 |
| 4.5 壳体压力脉动特性分析 |
| 4.5.1 压力脉动的幅值特性 |
| 4.5.2 压力脉动的频域特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 复合叶轮叶片数对液环泵性能的影响 |
| 5.1 数值模型 |
| 5.2 外特性对比分析 |
| 5.3 内流场对比分析 |
| 5.4 壳体压力脉动特性分析 |
| 5.4.1 压力脉动的幅值特性 |
| 5.4.2 压力脉动的频域特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.研究总结 |
| 2.研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）通气空泡流动特性研究现状及进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 通气空泡流动实验技术发展 |
| 1.1 实验平台 |
| 1.2 通气空泡瞬态形态测量技术 |
| 1.3 通气空泡内部速度场测量技术 |
| 1.4 通气空泡流体动力测量技术 |
| 2 通气空泡流动数值模拟方法研究进展 |
| 2.1 多相流模型在通气空泡流动中的应用与进展 |
| 2.2 湍流模型在通气空泡流动中的应用与进展 |
| 3 通气空泡流动研究中的几个关键问题研究进展 |
| 3.1 通气空泡的流态特征 |
| 3.2 通气局部空泡的非定常脱落特性 |
| 4 总结与展望 |
（5）文丘里喷雾器气液流动特征和结构优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 自吸式文丘里喷雾器介绍 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 Fluent在文丘里喷雾器中的应用 |
| 1.4 目前存在的问题 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 自吸式文丘里喷雾器的数值模拟和实验测量装置 |
| 2.1 数值模拟 |
| 2.1.1 流动控制方程 |
| 2.1.2 自吸式文丘里喷雾器雾化数值模拟 |
| 2.2 实验装置和实验测量 |
| 2.2.1 实验装置简介 |
| 2.2.2 自吸式文丘里喷雾器喉部速度的测量 |
| 2.2.3 自吸式文丘里喷雾器液滴直径的测量 |
| 2.2.4 颗粒液滴直径分析 |
| 3 自吸式文丘里喷雾器数值模拟、实验结果与分析 |
| 3.1 实验验证结果 |
| 3.2 自吸式文丘里喷雾器内部压力及液气比分析 |
| 3.3 自吸式文丘里喷雾器喉部和扩散段不同截面速度分析 |
| 3.4 自吸式文丘里喷雾器出口液滴直径分析 |
| 3.5 自吸式文丘里喷雾器扩散段不同截面上的液滴直径分析 |
| 3.6 自吸式文丘里喷雾器扩散段不同截面上下半区的液滴直径分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 自吸式文丘里喷雾器结构优化 |
| 4.1 优化后自吸式文丘里喷雾器结构 |
| 4.2 结构优化后的喷雾器数值模拟 |
| 4.2.1 自吸式文丘里喷雾器内部压力分析 |
| 4.2.2 结构优化后自吸式文丘里喷雾器扩散段纵截面速度分析 |
| 4.2.3 自吸式文丘里喷雾器出口液滴直径分析 |
| 4.2.4 自吸式文丘里喷雾器扩散段不同截面上的液滴直径分析 |
| 4.2.5 自吸式文丘里喷雾器扩散段不同截面上下半区的液滴直径分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（6）LNG潜液泵低温空化特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 LNG潜液泵研究现状 |
| 1.2.2 空化研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 湍流模型的选择与修正 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 k-ε模型 |
| 2.2.2 k-ω模型 |
| 2.2.3 RNG k-ε模型 |
| 2.2.4 SST k-ω模型 |
| 2.3 湍流模型选择 |
| 2.4 湍流模型修正方法 |
| 2.5 湍流模型修正与验证 |
| 2.5.1 NACA0015 翼型介绍 |
| 2.5.2 网格划分 |
| 2.5.3 边界条件设置 |
| 2.5.4 网格无关性验证 |
| 2.5.5 翼型表面压力系数对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 低温空化模型的修正与验证 |
| 3.1 空化模型 |
| 3.1.1 Schnerr-Sauer空化模型 |
| 3.1.2 Merkle空化模型 |
| 3.1.3 Kubota空化模型 |
| 3.1.4 Zwart-Gerber-Belamri空化模型 |
| 3.2 低温空化数值计算研究 |
| 3.2.1 Hord水翼模型 |
| 3.2.2 网格划分与无关性验证 |
| 3.2.3 边界条件设置 |
| 3.2.4 绕Hord翼型空化数值模拟 |
| 3.3 Zwart-Gerber-Belamri空化模型修正 |
| 3.3.1 空化模型修正 |
| 3.3.2 绕Hord水翼空化数值模拟 |
| 3.3.3 绕Ogive水翼空化数值模拟 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 LNG潜液泵性能优化研究 |
| 4.1 三维模型与计算 |
| 4.1.1 三维模型及基本参数 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 网格无关性分析 |
| 4.2 外特性试验验证 |
| 4.3 轴向距离对泵性能的影响 |
| 4.3.1 外特性分析 |
| 4.3.2 首级叶轮内流场分析 |
| 4.3.3 首级叶轮压力脉动分析 |
| 4.4 内部流场分析 |
| 4.4.1 轴面压力分布 |
| 4.4.2 进流管内流动状态分析 |
| 4.4.3 诱导轮内流场分布 |
| 4.4.4 叶轮内流场分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 LNG潜液泵低温空化数值模拟 |
| 5.1 空化数值计算设置 |
| 5.2 空化性能分析 |
| 5.2.1 空化外特性曲线 |
| 5.2.2 诱导轮内部空化分析 |
| 5.2.3 首级叶轮内部空化分析 |
| 5.3 空化压力脉动特性分析 |
| 5.4 诱导轮空化瞬态流动特性研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研工作及所获奖励 |
| 一、发表论文 |
| 二、参研项目 |
| 三、获得奖励 |
（7）高速轴向柱塞泵搅拌和摩擦功率损失及空化分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 功率损失研究现状介绍 |
| 1.2.1 功率损失国内研究现状 |
| 1.2.2 功率损失国外研究现状 |
| 1.3 空化研究现状介绍 |
| 1.3.1 空化国内研究现状 |
| 1.3.2 空化国外研究现状 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 搅拌流场域功率损失数学模型的建立 |
| 2.1 缸体搅拌流场域功率损失模型的推导 |
| 2.2 柱塞搅拌流场域功率损失模型的推导 |
| 2.3 基本控制方程的建立 |
| 2.4 几何模型的建立以及边界条件的设置 |
| 2.5 理论模型和仿真计算结果比较分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 搅拌和摩擦功率损失的仿真计算及流场分析 |
| 3.1 柱塞搅拌域流场功率损失分析 |
| 3.1.1 柱塞泵转速对柱塞搅拌域流场功率损失影响分析 |
| 3.1.2 柱塞数对柱塞搅拌域流场功率损失影响分析 |
| 3.1.3 斜盘倾角对柱塞搅拌域流场功率损失影响分析 |
| 3.2 缸体搅拌流场域功率损失分析 |
| 3.3 滑靴副流场域功率损失分析 |
| 3.4 配流副流场域功率损失分析 |
| 3.4.1 几何模型建立 |
| 3.4.2 流道模型建立 |
| 3.4.3 配流副流道数学模型建立 |
| 3.4.4 配流副CFD计算结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 泵内空化分布及成因分析 |
| 4.1 基本控制方程 |
| 4.2 全空化模型的建立 |
| 4.3 边界条件以及起始条件的设置 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 全流体域整体空化分布及成因分析 |
| 4.4.2 配流盘吸油槽空化产生机理 |
| 4.4.3 柱塞腔空化产生机理分析 |
| 4.4.4 缸体通油孔空化分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 关键参数对泵内空化的影响 |
| 5.1 排油口负载压力对各部件空化程度的影响 |
| 5.2 缸体转速对各部件空化程度的影响 |
| 5.3 斜盘倾角对各部件空化程度的影响 |
| 5.4 高速轴向柱塞泵内空化的抑制 |
| 5.4.1 改变缸体腰型槽结构 |
| 5.4.2 提高入口压力 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）离心泵叶轮后盖板粗糙带抑制空化效果研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 空化的基本理论 |
| 1.3 空化流动研究综述 |
| 1.3.1 试验研究 |
| 1.3.2 数值研究 |
| 1.4 空化控制研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容和创新点 |
| 第2章 数值分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 连续方程 |
| 2.2.2 动量方程 |
| 2.2.3 能量方程 |
| 2.3 湍流数值模拟方法 |
| 2.3.1 统计湍流模型和封闭问题 |
| 2.3.2 雷诺平均纳维斯托克斯(RANS)方程 |
| 2.4 湍流模型 |
| 2.4.1 涡流粘度湍流模型 |
| 2.4.2 零方程模型 |
| 2.4.3 一方程湍流模型 |
| 2.4.4 两方程湍流模型 |
| 2.5 气泡动力学方程 |
| 2.6 空化模型 |
| 2.6.1 Kubota空化模型 |
| 2.6.2 Merkle空化模型 |
| 2.6.3 Kunz空化模型 |
| 2.6.4 Schnerr-Sacuer空化模型 |
| 2.6.5 Singhal空化模型 |
| 2.6.6 Zwart-Gerber-Belamri空化模型 |
| 2.6.7 空化模型在求解器中的数值实现方案 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 离心泵性能测试与空化可视化试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离心泵可视化闭式试验台介绍 |
| 3.2.1 试验装置介绍 |
| 3.2.2 图像采集装置介绍 |
| 3.3 离心泵水力性能试验 |
| 3.3.1 试验方法 |
| 3.3.2 数据处理 |
| 3.3.3 试验结果 |
| 3.4 离心泵空化性能试验 |
| 3.4.1 试验方法 |
| 3.4.2 数据处理 |
| 3.4.3 试验结果 |
| 3.5 离心泵可视化试验 |
| 3.5.1 试验方法 |
| 3.5.2 试验结果 |
| 3.5.3 叶轮内空化形态发展的重要时刻 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 数值计算方法适用性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型与网格划分 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.2.3 边界条件 |
| 4.2.4 数值验证 |
| 4.3 空化模型适用性分析 |
| 4.3.1 对空化性能的影响分析 |
| 4.3.2 对空泡形态的影响分析 |
| 4.4 修正方法适用性分析 |
| 4.4.1 湍流模型粘度修正对空化流动的影响 |
| 4.4.2 饱和蒸汽压力修正对空化流动的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 离心泵叶轮后盖板粗糙带抑制空化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空化控制方案 |
| 5.3 计算模型与网格划分 |
| 5.3.1 计算模型 |
| 5.3.2 网格划分 |
| 5.3.3 边界条件 |
| 5.3.4 时间步长无关性验证 |
| 5.4 粗糙带对离心泵外特性及空化性能的影响 |
| 5.5 粗糙带对离心泵内部流动的影响 |
| 5.5.1 粗糙带对压力分布的影响 |
| 5.5.2 粗糙带对湍动能分布的影响 |
| 5.5.3 粗糙带对流场结构的影响 |
| 5.5.4 粗糙带对剪切应变率分布的影响 |
| 5.5.5 粗糙带对流场涡旋结构的影响 |
| 5.6 粗糙带对离心泵内部流动瞬态特性的影响 |
| 5.6.1 粗糙带对空泡体积的影响 |
| 5.6.2 粗糙带对内部流动瞬态特性的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文及科研成果 |
| 附录B 空化模型概述 |
（9）GDI喷油器喷孔结构参数对其喷油特性的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 GDI发动机的研究现状 |
| 1.3 GDI喷油器研究现状 |
| 1.3.1 GDI喷油器喷雾特性研究现状 |
| 1.3.2 喷油器内部流动特性的研究现状 |
| 1.3.3 目前国内GDI喷油器加工及其工艺的研究现状 |
| 1.4 前期工作总结 |
| 1.4.1 实验装置及设备 |
| 1.4.2 实验结果及讨论 |
| 1.4.3 技术路线制定 |
| 1.5 文章结构及主要研究内容 |
| 第二章 GDI喷油器喷孔多相流仿真模型建立及有效性验证 |
| 2.1 基本方程 |
| 2.1.1 守恒方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 空化模型 |
| 2.1.4 VOF模型 |
| 2.1.5 质量流量方程 |
| 2.2 模型建立及验证 |
| 2.2.1 GDI喷油器喷孔流体域建模 |
| 2.2.2 模型验证 |
| 2.2.3 模型的有效性验证 |
| 2.3 "Spray G"型喷油器喷孔内部流动过程的数值分析 |
| 2.3.1 基本假设 |
| 2.3.2 喷油规律随针阀运动变化规律 |
| 2.3.3 喷孔内流动过程分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 GDI喷油器喷油特性对喷孔单结构参数的敏感性分析 |
| 3.1 敏感性分析方法 |
| 3.2 GDI喷油器喷油特性对内孔孔径的敏感性分析 |
| 3.2.1 内孔孔径变化范围的选择 |
| 3.2.2 喷油特性对喷孔直径的敏感性分析 |
| 3.2.3 不同喷射压力对喷油过程的影响规律 |
| 3.2.4 随喷油压力改变喷油特性对喷孔直径敏感性的差异 |
| 3.2.5 喷孔直径对射流状态的影响 |
| 3.3 GDI喷油器喷油特性对内孔锥度的敏感性分析 |
| 3.3.1 内孔锥度的变动范围及选择 |
| 3.3.2 喷孔锥度对内部及近喷孔域流动特性的影响 |
| 3.3.3 喷油特性对喷孔锥度的敏感性分析 |
| 3.3.4 随喷油压力改变喷油特性对锥度敏感性变化 |
| 3.4 GDI喷油器喷油特性对喷孔入口倒角的敏感性分析 |
| 3.4.1 喷孔入口倒角的变动范围及选择 |
| 3.4.2 喷孔入口倒角对喷油规律及内部气穴发展的影响 |
| 3.4.3 喷孔内部流动特性对入口倒角的敏感性分析 |
| 3.4.4 入口倒角对近喷孔域的流动影响 |
| 3.5 喷油特性对内孔长度的敏感性分析 |
| 3.5.1 内孔长度选择及建模 |
| 3.5.2 喷油器内孔长度对喷油规律的影响 |
| 3.5.3 喷油特性对内孔长度的敏感性分析 |
| 3.5.4 内孔长度对燃油流动状态的影响 |
| 3.6 喷油特性对外孔直径的敏感性分析 |
| 3.6.1 外孔直径、长度的选择及建模 |
| 3.6.2 外孔长度、直径对喷油特性的影响 |
| 3.6.3 外孔直径、长度对燃油流动状态的影响 |
| 3.7 外孔肩角对喷孔内流场的影响分析 |
| 3.7.1 三种外孔结构介绍及建模 |
| 3.7.2 外孔结构对孔内压力及速度场的影响 |
| 3.7.3 外孔结构对局部涡流的影响 |
| 3.7.4 外孔结构对喷油规律及射流状态的影响 |
| 3.8 喷油特性对喷孔夹角的敏感性分析 |
| 3.8.1 喷孔夹角的分类及建模 |
| 3.8.2 同心喷孔夹角对喷油特性的影响 |
| 3.8.3 喷孔轴线偏心距对喷油规律的影响 |
| 3.9 基于单因素方法各结构参数的影响程度对比 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 GDI喷油器喷油特性对喷孔多结构参数耦合的敏感性分析 |
| 4.1 喷油特性对耦合参数的敏感性分析 |
| 4.2 喷油特性对r-d耦合的敏感性分析 |
| 4.2.1 喷孔直径与入口倒角的参数选择 |
| 4.2.2 r-d耦合对喷油特性的影响 |
| 4.3 喷油特性对r-K耦合的敏感性分析 |
| 4.3.1 喷孔入口倒角与喷孔锥度的参数选择 |
| 4.3.2 喷孔入口倒角与喷孔锥度对喷油规律的影响分析 |
| 4.3.3 喷油特性对喷孔入口倒角与锥度耦合的敏感性分析 |
| 4.4 喷油特性对K-d耦合的敏感性分析 |
| 4.4.1 喷孔锥度与直径耦合的参数选择 |
| 4.4.2 喷孔直径与锥度耦合对喷油规律的影响 |
| 4.4.3 喷油特性对内孔直径与锥度耦合的敏感性分析 |
| 4.5 喷油特性对r-α耦合的敏感性分析 |
| 4.5.1 喷孔夹角与入口倒角耦合的参数选择 |
| 4.5.2 喷孔夹角与入口倒角耦合对喷油规律的影响 |
| 4.6 喷油特性对d-α耦合的敏感性分析 |
| 4.6.1 喷孔直径与夹角耦合的参数选择 |
| 4.6.2 喷孔直径与夹角耦合对喷油规律的影响 |
| 4.6.3 喷油特性对喷孔直径与夹角耦合的敏感性分析 |
| 4.7 喷油特性对K-α耦合的敏感性分析 |
| 4.7.1 喷孔锥度与夹角耦合的参数选择 |
| 4.7.2 喷孔夹角与锥度耦合对喷孔内流动特性的影响 |
| 4.7.3 喷油特性对喷孔锥度及夹角耦合的敏感性分析 |
| 4.8 GDI喷油特性一致性优化方向探讨 |
| 4.8.1 喷孔结构参数加工精度选择的讨论分析 |
| 4.8.2 保证喷油器喷油特性一致喷孔优化设计的分析探讨 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 GDI喷油器喷油特性实验验证 |
| 5.1 实验验证方法 |
| 5.2 单孔喷油器体流量特性实验测量 |
| 5.2.1 实验样件及标定结果 |
| 5.2.2 建模分析 |
| 5.2.3 结果分析 |
| 5.3 GDI喷油器样件喷油特性实验研究 |
| 5.3.1 实验测量设备及条件 |
| 5.3.2 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的主要学术成果 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（10）并联矩形突扩微通道流动与强化换热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 相关领域的研究进展 |
| 1.2.1 单相流动与换热的研究 |
| 1.2.2 两相流动与换热的研究 |
| 1.2.3 两相流型的研究 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 第二章 并联矩形微通道流动与换热实验系统研究 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.1.1 实验系统组成及流程 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.1.3 热源的加工与制作 |
| 2.2 实验件的加工与制作 |
| 2.3 实验过程 |
| 2.3.1 物理量的测量 |
| 2.3.2 单相实验过程 |
| 2.3.3 两相实验过程 |
| 2.4 不确定性分析 |
| 2.4.1 实验误差环节 |
| 2.4.2 实验数据误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 并联矩形微通道流动与换热的理论性分析 |
| 3.1 流动特性分析 |
| 3.2 换热分析 |
| 3.2.1 传热过程 |
| 3.2.2 热阻分析 |
| 3.3 数据处理 |
| 3.3.1 单相流动换热实验数据处理 |
| 3.3.2 两相流动换热实验数据处理 |
| 第四章 并联矩形微通道中单相的流动与换热研究 |
| 4.1 流动特性研究 |
| 4.2 换热特性研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 并联矩形微通道中两相的流动与换热研究 |
| 5.1 两相在加热状态下的流动特性研究 |
| 5.2 两相在加热状态下的换热特性研究 |
| 5.3 两相在冷态下的流型研究 |
| 5.3.1 流型分析 |
| 5.3.2 并联矩形突扩微通道内的气液两相流流型演变特性 |
| 5.3.3 并联矩形突扩微通道内的气液两相流流型分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、Numerical Simulation of Sub-cooled Cavitating Flow by Using Bubble Size Distribution（论文参考文献）
- [1]柴油机喷嘴内空化形态特性及对系统压力波动和喷雾的影响研究[D]. 曹天义. 江苏大学, 2021
- [2]小型制冷系统两相流致噪声研究进展[J]. 张玙,刘益才. 浙江大学学报(工学版), 2021(04)
- [3]液环泵复合叶轮内流场及外特性研究[D]. 李瑞卿. 兰州理工大学, 2021
- [4]通气空泡流动特性研究现状及进展[J]. 黄彪,黄瀚锐,刘涛涛,张孟杰,王国玉. 空气动力学学报, 2020(04)
- [5]文丘里喷雾器气液流动特征和结构优化[D]. 侯晨光. 青岛科技大学, 2020(01)
- [6]LNG潜液泵低温空化特性研究[D]. 徐希魏. 江苏大学, 2020(02)
- [7]高速轴向柱塞泵搅拌和摩擦功率损失及空化分析[D]. 张智. 燕山大学, 2020
- [8]离心泵叶轮后盖板粗糙带抑制空化效果研究[D]. 徐泽鑫. 兰州理工大学, 2020(12)
- [9]GDI喷油器喷孔结构参数对其喷油特性的影响研究[D]. 李新海. 山东大学, 2019(02)
- [10]并联矩形突扩微通道流动与强化换热研究[D]. 付冰. 石家庄铁道大学, 2019(03)