收藏本站
《武汉理工大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

PHOENICS计算软件及微气泡减阻的数值模拟

林黎明  
【摘要】: 本文对微气泡减小表面摩擦阻力的现象进行了数值计算。数值模拟分成两个部分:第一部分是平板微气泡减阻的数值模拟;第二部分是平底近似船模数值模拟的初探。计算采用由PHOENICS(计算流体力学软件)的IPSA(相间滑移算法)模型,应用UPWIND(迎风)格式和直角坐标网格。IPSA模型对每一相求解N-S方程,并考虑水-气体两相间的相间互互作用,包括相间阻力、相间升力、相间压力和虚质量力。考虑到气泡对湍流的作用,本文采用了经过气泡修正的K-ε湍流模型,并假定湍动能K及其耗散率ε是连续相的属性。 在平板微气泡减阻中,由于水-微气泡之间的各种相互作用力的量级,以及这些作用力的系数模型对计算结果的影响是未知的,而这一点在建立简化模型开将期应用于理论和工程实践中是相当重要的,因此本文对此进行了计算,以为深入研究作准备。并对两种不同喷气方式的物理环境进行了模拟计算。结果表明,相间压力可以忽略掉,相间升力起的作用比较小,而重力-浮力、相间阻力和虚质量力的影响比较大,特别是在大气泡中。作为湍流边界层中运动的粒子,微气泡受到水的阻力可能会在Stokes阻力范围内。然而通过计算表明,另一种阻力关系——球形气泡阻力要比Stokes阻力更合适。 此外,对影响减阻的因素计算结果表明,随着气泡直径(100μm以内)和入口处气泡体积浓度的垂向梯度增大,减阻量增加。喷气率是一个重要的参数,它是喷射气体体积与喷射面积和自由来流速度乘积的比率。结果预示,随着喷气率增大,局部减阻率增加,但离喷气口的距离越远,局部减阻率减小。这和实验结果是一致的。 作为深入研究近似船体微气泡减阻机理的初步工作,计算中为了了解喷气率与减阻率之间定性上的关系,在一定的喷气率范围内,模拟结果同10m长的平底船实验结果在自由来流速度为5m/s和7m/s的情况下进行了比较。计算结果表明,平底船的减阻率与喷气率成正比,而与离喷气口距离成反比。此外,对自由面与船首附近的速度场,考察了采用零通量近似的自由面边界条件,算结果是可靠的。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U661

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 李恩田;;壁面沟槽减阻数值模拟研究[J];常州大学学报(自然科学版);2012年03期
2 史小军;王树立;赵志勇;朱莹;王海秀;张晔;;基于PHOENICS的长输管道沟槽减阻数值模拟[J];石油机械;2008年05期
3 刘强;王树立;李恩田;李辉;;利用湍流模式理论模拟顺序输送混油过程[J];油气储运;2006年11期
4 刘强;王树立;赵会军;李辉;;停输对混油量影响数值模拟研究[J];油气储运;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陶玲;油漆渣-焦油渣工业危险废物焚烧特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 陶玲;油漆渣—焦油渣工业危险废物焚烧特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 靳会宁;宽煤质适应性低氮氧化物燃烧器的研究[D];华北电力大学;2011年
2 高杰强;高速船舶微气泡减阻数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 曹春燕;船舶微气泡减阻数值模拟[D];武汉理工大学;2003年
4 王春丽;电除尘器的数值模拟与实验研究[D];燕山大学;2006年
5 申春梅;1000MW单炉膛双切圆锅炉炉内燃烧过程的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 费俊;层燃炉排上城市固体垃圾燃烧过程的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 杨鹏;气泡船三维粘性绕流的数值模拟[D];武汉理工大学;2008年
8 栾小娟;城市垃圾的床层内燃烧及NO生成特性的数值研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 黄丽;尾部横剖面面积曲线变化对气泡减阻效果影响的数值模拟[D];武汉理工大学;2009年
10 辛娜娜;1000MW超超临界褐煤锅炉炉内燃烧过程的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 董文才,郭日修;气幕减阻研究进展[J];船舶力学;1998年05期
2 刘大有;关于二相流、多相流、多流体模型和非牛顿流等概念的探讨[J];力学进展;1994年01期
3 刘峰,黄海,席时桐;两相流中颗粒对连续相湍流的影响及计算模型[J];水动力学研究与进展(A辑);1992年03期
4 沈天耀,赵建福,李银平;湍流边界层内穿层固粒运动性态的研究[J];水动力学研究与进展(A辑);1993年02期
5 董文才,郭日修;平板气幕减阻试验研究[J];中国造船;1998年S1期
6 董文才,郭日修,刘希武;喷气方式对断阶滑行艇阻力的影响[J];中国造船;2000年02期
7 蔡金琦;船舶薄层气膜减阻技术的试验和应用[J];中国造船;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王婷婷;马庆元;郭继平;;平板层流边界层近似速度分布计算方法的改进[J];鞍山科技大学学报;2006年06期
2 王训宏;王快社;徐可为;胡锴;;搅拌摩擦焊接过程塑性流动形态与试验分析[J];兵器材料科学与工程;2006年06期
3 熊艳,毛军,薛琳;平板层流边界层定常流动存在相似性解区域的分析[J];北方交通大学学报;2003年04期
4 杨基忠,俞大卫;车辆筒式减振器高频畸变特性研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);2000年01期
5 俞大卫,罗金良;汽车筒式减振器异响成因分析[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);2000年01期
6 阚萍;毛新星;钱立军;;液体粘性联轴器驼峰特性的分析研究[J];车辆与动力技术;2009年02期
7 梅德清,王忠;4气门柴油机缸内涡流形成的试验研究[J];兵工学报;2004年01期
8 黄小龙,郝静如,米洁;鼠笼式搅拌磨的流体场建模及计算机仿真[J];北京机械工业学院学报;2002年01期
9 李克文,连淇祥;边界层减阻研究综述[J];北京航空航天大学学报;1991年04期
10 马飞,张文明;淹没水射流土层扩孔方程[J];北京科技大学学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李亚军;姚军;;裂缝型介质等效连续模型流动模拟方法研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 闫春颖;张来斌;梁伟;;κ-ε模型在天然气管道泄漏模拟中的应用[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
3 占欢;范育新;宫继双;齐海帆;程晓军;;扇环形截面管内爆震波特性数值模拟[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(上册)[C];2010年
4 徐驰;王友军;束忠明;;坨面形状对CVD合成石英玻璃沉积速率的影响[A];2010全国玻璃技术交流研讨会论文集[C];2010年
5 孙岩;;模压成型过程中的复合材料在模腔内的力学分析[A];第九届中国摩擦密封材料技术交流暨产品展示会论文集[C];2007年
6 韩光臣;张安洲;;电火花加工液体介质流场变化分析[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
7 魏正英;唐一平;李涤尘;卢秉恒;;RP/RT技术在迷宫型滴头快速研制中的应用[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
8 刘久玲;李顺洲;刘明华;何世堂;;声表面波气相色谱仪响应机理及检测限分析[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
9 辛大波;欧进萍;;定常吸气改善桥梁断面气动特性的数值研究[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(上册)[C];2007年
10 曹春燕;詹德新;王家楣;;微气泡减阻理论分析与数值计算[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 艾尚茂;管土耦合边界下海底悬跨管道涡激振动研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 顾璇;近地/海运动过程中的空气动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 黄燕;碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究[D];中国海洋大学;2010年
7 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
8 王春林;旋流自吸泵设计及内部流动研究[D];江苏大学;2010年
9 刘亦安;基于太赫兹技术的多相流检测研究[D];浙江大学;2010年
10 程秀花;温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究[D];江苏大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
2 张彦奇;超细水泥渗透特性微观试验研究及理论分析[D];山东科技大学;2010年
3 刘博;叶片式流体设备数字化研发与优化研究[D];郑州大学;2010年
4 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘肖丹;船首分水式推进器的设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王祎;载机舰在风、浪中的气流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 位莎;船舶封闭式复合材料桅杆风载特性规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 仲强;三维凹坑形自组装涂层表面的特征及其减阻性能研究[D];大连理工大学;2010年
9 刘波;沉降性浆体水平管道内滑移速度分布规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 武燕蕾;抽水蓄能电站卜型岔管水力特性数值模拟研究[D];河北工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李轶明,颜大椿;加热平板表面温度分层产生的湍流逆转捩现象[J];北京大学学报(自然科学版);2005年03期
2 谭广琨,王晋军,李秋胜;圆柱体减阻技术及其机理初步研究[J];北京航空航天大学学报;2001年06期
3 王晋军;沟槽面湍流减阻研究综述[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
4 郭玉文;王伟;乔玮;万晓;叶暾旻;卢欢亮;;危险废物焚烧飞灰中重金属污染特性[J];北京科技大学学报;2006年01期
5 鲍毅,许定生;船舶阻力的相关系数及其应用[J];船舶工程;1996年06期
6 黄衍顺,王震,王吉强;通过微气泡控制湍流边界层减阻的研究与进展[J];船舶工程;2003年01期
7 黄衍顺,张丽君 ,王震;微气泡层减阻的边界层模型计算[J];船舶工程;2004年01期
8 黄衍顺,王吉强,薛韬;微气泡减阻的二相湍流边界层模型计算[J];船舶工程;2004年05期
9 王家楣,郑晓伟,姜曼松;船舶吃水对微气泡减阻影响的水池试验研究[J];船舶工程;2004年06期
10 杨培青;管义锋;;基于CFD的三维船体摩擦阻力预报与验证[J];船舶工程;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张力;旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D];重庆大学;2001年
2 马孝琴;生物质(秸秆)成型燃料燃烧动力学特性及液压秸秆成型机改进设计研究[D];河南农业大学;2002年
3 田丽梅;空气—旋成钝体界面非光滑减阻的仿生研究[D];吉林大学;2005年
4 刘刚;典型危险废物回转窑热处置特性和技术研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张胜利;基于改善船舶首尾流场特性的减阻研究[D];武汉理工大学;2011年
2 马霞;气泡羽流的数值模拟研究[D];西安理工大学;2000年
3 朱志强;W型火焰燃烧室燃烧过程及污染物生成的数值模拟[D];华北电力大学;2001年
4 宋艳秋;绕机翼二相流流动的计算研究[D];大连理工大学;2002年
5 汤勃;三相流管道输送加气减阻与助送技术研究[D];武汉理工大学;2002年
6 苟湘;燃气燃烧的低NOx排放实验研究与数值模拟[D];河北工业大学;2003年
7 张莉;地板送风系统对流热转移量的数值研究[D];西安建筑科技大学;2003年
8 蔡成法;船舶微气泡减阻理论分析及试验研究[D];武汉理工大学;2003年
9 曹春燕;船舶微气泡减阻数值模拟[D];武汉理工大学;2003年
10 罗青山;三维粘性流数值模拟研究[D];武汉理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴莹莹;郝文阁;赵光玲;朱娜;;ESP粉尘二维输运方程中紊流掺混系数及边界条件的确定[J];安全与环境学报;2008年01期
2 郝文阁;裴莹莹;侯亚平;熊郝旺;;ESP电场粉尘非稳态收集过程数值仿真[J];东北大学学报(自然科学版);2008年08期
3 计文鸿;;电除尘的高压硅整流器的调试[J];电子制作;2013年04期
4 张宁;吴明;胡志勇;杨云鹏;葛磊;;后行油输量对顺序输送混油的影响[J];辽宁石油化工大学学报;2013年02期
5 赵海燕;;不同工况下顺序输送混油的CFD模拟[J];化学工业与工程技术;2012年01期
6 邱云明;;操纵运动船艇水动力计算方法研究[J];舰船科学技术;2009年04期
7 宋保维;刘冠杉;胡海豹;;不同宽高比的V型随行波表面减阻仿真研究[J];计算机工程与应用;2009年32期
8 王勇勤;段丽华;徐国胜;罗远新;;基于Monte-Carlo方法的静电除尘器除尘效率[J];环境工程学报;2012年08期
9 何军;李恩田;史小军;;长输管道中V形沟槽减阻效果的试验研究[J];石油机械;2009年01期
10 张木;谭俊杰;何快;;气泡减阻实验研究[J];船海工程;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 林鹏云;高温条件下焦炭反应特性实验研究及层燃数值模拟[D];上海交通大学;2011年
2 王涌;电除尘器顶部振打控制系统研究[D];浙江工业大学;2009年
3 马攀;危险废物焚烧系统的数值模拟与试验研究[D];浙江大学;2012年
4 李艳强;综掘工作面分风降尘理论及应用研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈丽;户用生物质气化炉燃烧模拟及实验研究[D];吉林大学;2011年
2 陈辉;M船型水气两相流场特性研究[D];武汉理工大学;2011年
3 张胜利;基于改善船舶首尾流场特性的减阻研究[D];武汉理工大学;2011年
4 潘冬华;江海直达船型优化及研究[D];武汉理工大学;2011年
5 赫胜杰;基于炉膛数值模拟的超超临界锅炉热力系统建模与仿真[D];华北电力大学(北京);2011年
6 高杰强;高速船舶微气泡减阻数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 奉诚;1025t/h锅炉混煤燃烧优化研究[D];华中科技大学;2009年
8 张佳;采用旋流燃烧器300MWeW火焰锅炉燃烧及NOx生成数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 杨鹏举;某超临界锅炉水冷壁烟气侧氧化皮成因研究[D];华中科技大学;2011年
10 马正伟;M型惯性级流场分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 董文才,郭日修;气幕减阻研究进展[J];船舶力学;1998年05期
2 朱云翔,郭日修;固体-气幕-液体耦合系统广义变分原理[J];固体力学学报;1995年02期
3 朱云翔,郭日修;固体-气幕-液体耦合问题的水弹性分析[J];固体力学学报;1996年02期
4 刘大有,王柏懿;有相间质量交换的悬浮体两相流基本方程[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1990年05期
5 张大有;关于 Air cavity craft 的研究及关键技术分析[J];武汉造船;1997年05期
6 朱云翔,郭日修;气幕对弹性球壳振动影响的探讨[J];振动工程学报;1996年03期
7 杨素珍,韩洪双,张铭歌;滑行艇“导风垫气”减阻试验研究[J];中国造船;1985年04期
8 董文才,郭日修;平板气幕减阻试验研究[J];中国造船;1998年S1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄衍顺,王颖,薛韬;含微气泡二相湍流边界层减阻理论计算(英文)[J];船舶力学;2005年03期
2 郝瑞建;;化学药剂产生微气泡用于水中兵器降阻[J];舰船防化;1999年S1期
3 黄衍顺,王震,王吉强;通过微气泡控制湍流边界层减阻的研究与进展[J];船舶工程;2003年01期
4 王家楣,郑晓伟,姜曼松;船舶吃水对微气泡减阻影响的水池试验研究[J];船舶工程;2004年06期
5 陈芳,赵学增,聂鹏,谭苗苗;基于微气泡爆破液相物料纳米粉添加技术研究[J];机械工程师;2004年01期
6 王家楣,姜曼松,郑晓伟,詹德新;不同喷气形式下船舶微气泡减阻水池试验研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年12期
7 周清童;童正明;许敏;鲁敏;;超微气泡对铜酞青污水处理的实验研究[J];能源研究与信息;2009年04期
8 刘中印;;浅谈熔制气氛与玻璃微气泡的关系[J];河南建材;2007年05期
9 严伟;;用动态高速显微摄影法测定水中絮凝体和微气泡[J];给水排水;1984年02期
10 杨开;;论微气泡参与絮凝的机理及其数学模式[J];华中科技大学学报(城市科学版);1986年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘敏;邓又斌;;各种影响因素与微气泡后散射的关系及其定量方法[A];中华医学会第六次全国超声医学学术年会论文汇编[C];2001年
2 杨春江;王志刚;赖天霞;李攀;彭晓琼;谢昭鹏;;载紫杉醇脂质微气泡体内外毒性实验研究[A];中国超声医学工程学会第七届全国腹部超声学术会议学术论文汇编[C];2007年
3 陆荣荣;俞金飞;龚秀芬;石涛;叶式公;;含微气泡液体的次谐波成像初探[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
4 李霞;吴锤结;;5个气泡与自由表面相互作用的直接数值模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 李岭;魏强;李宏波;文颂;;应用微气泡造影剂对肿瘤新生血管的MR成像研究[A];中华医学会第16次全国放射学学术大会论文汇编[C];2009年
6 董文才;郭日修;;气层减阻研究进展[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年
7 吴骏逸;孙华;陆维昌;陈邦林;;动态膜压法研究微气泡降解污水的过程[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
8 章东;郑海荣;张萍;;超声分子成像中两个关键技术的研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
9 赵峰;洪方文;尤唯平;张军;;基于片激光照明的水中运动微气泡尺度和数量测量[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
10 罗渝昆;唐杰;;超声空化微气泡促反义寡核苷酸转染治疗乳腺癌的体外实验研究[A];第四届中国肿瘤学术大会暨第五届海峡两岸肿瘤学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者  毛黎;美制成用微气泡模仿计算机功能的微流体芯片[N];科技日报;2007年
2 北京施富得商贸有限公司 周晟安 刘建萍;活鱼运输新方法微气泡充气盘加氧[N];江苏农业科技报;2003年
3 本报驻洛杉矶记者:陈勇 冯晓芳;气泡注射助美国加州甜瓜“翻身”[N];经济参考报;2006年
4 陈勇;美国加州甜瓜“翻身”的秘密[N];中国质量报;2006年
5 记者 杨扬;我国中水回用技术跃上新台阶[N];中国化工报;2006年
6 王瑞良;科体联姻 如虎天翼[N];大众科技报;2000年
7 国家塑料制品质量监督检验中心工程师 林伟;买PVC型材:看外观比断面[N];中国质量报;2003年
8 郭伟通讯员 常虹 朱润胜;建材业获“中华技能大奖”第一人[N];河北日报;2007年
9 王瑞良;体育运动中的高科技[N];河南日报;2000年
10 牟建昌;洛玻集团总工程师姜宏获河南省科学技术杰出贡献奖[N];中国建材报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨昆;单一微泡的声致细胞膜穿孔效应机制研究[D];上海交通大学;2010年
2 刘娅妮;靶向性声学微气泡的制备及其与血管内皮细胞相互作用的实验研究[D];华中科技大学;2006年
3 高发荣;医学微气泡的约束振动理论及分析方法[D];华中科技大学;2007年
4 许中荣;变压器绕组固体绝缘中微气泡放电机理与寿命分析[D];重庆大学;2010年
5 张硕;微污染水源水处理集成技术研究[D];同济大学;2007年
6 张清阳;定量组织速度成像结合实时心肌超声造影技术评价心内膜下心肌缺血局部心肌功能实验研究[D];华中科技大学;2007年
7 罗渝昆;超声联合脂质体微气泡介导反义寡核苷酸转染的实验研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2006年
8 杨源;1.心肌超声造影评定冠脉储备及高血压,低氧血症对冠脉储备的影响 2.应用冷冻方法制作试验小鼠心衰模型[D];昆明医学院;2008年
9 赵丽荣;超声联合超声造影剂促进VEGF基因转染的体内、外研究[D];吉林大学;2006年
10 廖锦堂;肝细胞癌超声造影定量参数与其分化程度和微血管密度相关性研究[D];中南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟昊苏;微流体聚焦法制备治疗型微气泡造影剂的研究[D];华东理工大学;2013年
2 严芳;船舶前缘引流和微气泡综合减阻数值模拟[D];武汉理工大学;2013年
3 惠恒雷;射流发泡制造微气泡技术试验研究[D];中国石油大学;2011年
4 王广;基于微泡的弹丸飞行稳定性研究[D];沈阳理工大学;2013年
5 马锦;基于微气泡曝气的生物膜反应器废水处理技术研究[D];河北科技大学;2013年
6 蔡成法;船舶微气泡减阻理论分析及试验研究[D];武汉理工大学;2003年
7 刘季霖;微纳米气泡发生装置研究[D];浙江大学;2012年
8 曹春燕;船舶微气泡减阻数值模拟[D];武汉理工大学;2003年
9 林黎明;PHOENICS计算软件及微气泡减阻的数值模拟[D];武汉理工大学;2002年
10 薛韬;利用流体边界层微气泡降低壁面摩擦阻力的基础研究[D];天津大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026