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《暨南大学》 2006年
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多种流体液丝破裂的动力学研究

马洁  
【摘要】:从喷嘴中流出的液体进入另一种流体后,液丝发生扰动,破裂成小液滴。液丝破裂不仅具有广泛的实际应用,而且液丝破裂过程本身包含着复杂的自由边界问题,本文对此过程进行数学模拟及实验方面的深入研究。 线串珠结构在粘弹性流体中是一种常见现象,在牛顿流体中也模拟出这一结构。模拟的理论框架采用细长液丝的一维长波理论。在此理论基础上分析了线串珠结构的液滴动力学及不同时刻的速率图像。在液丝变化发展过程当中,发现一些有趣的现象,例如液滴的排泄,主液滴和小液滴的迁移。毛细管数与表面张力成反比。随着毛细管数的增加,液滴经历了短暂的变形,最终破裂成更小的部分。随着毛细管数进一步增大,表面张力变小,难以挤压液丝,产生小液滴,主液滴被压缩,液丝破裂可能将表面能转化为动能,从而导致液滴移动。在此基础上,将重力因素考虑在内,观察液丝变化的不稳定性。在重力的影响下,毛细管喷射变得不稳定,下落过程中产生拉伸效应。 采用Oldroyd-B模型对弹性流体中线串珠结构的动力学进行数学模拟。相对于牛顿流体而言,非牛顿流体液丝破裂过程非常缓慢。这种缓慢的破裂过程为流体提供了充足的时间显现一些有趣的现象,例如液滴的排泄和移动。通过主要作用力的总合分析液丝拉伸过程中的受力情况。弹性力在弹性液丝动力学中起重要作用,它显著地阻碍了液丝从拉伸到排泄的变化过程。 模拟了处于外加轴向磁场影响下的磁性液丝,研究其稳定性。考虑了磁场的作用,对液丝的长波理论模型进行必要的修正。研究了不同条件下磁性液丝的变化发展过程和受力情况。揭示了外加磁场的作用。首先,外加磁场减缓了磁性液丝的破裂过程。其次,磁场力类似于非牛顿流体中的弹性行为,在一定程度上抵消了毛细管力。这意味着在轴向外加磁场的作用下,磁性液丝变得更加稳定。 二维模拟中,采用VOF方法跟踪自由表面。VOF模型预测的液丝的最初生长过程与Rayleigh线性理论和长波理论预测的形状是一致的。与一维模型不同的是,当表面变形剧烈时,二维模型仍然有效,甚至在液丝破裂以后仍然有效。 实验是通过氮气减压器控制流速,液体以恒定流速压入毛细管。液体从毛细管中流出,形成液滴。通过高速摄像系统和计算机联用,记录液滴形成的过程;
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ021

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 邓安元,彭一川;底吹钢包两相区两段模型[J];化工冶金;1996年04期
2 陈新国,徐春明,郭印诚;颗粒动力学模型的建立[J];计算机与应用化学;2000年06期
3 屈一新,车耀坤;对置撞击流速度分布的模拟研究[J];计算机与应用化学;2003年04期
4 郭印诚,陈志兵,陈新国,徐春明,高金森;颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型[J];计算机与应用化学;2003年Z1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯飞;魏龙;;水平撞击流干燥器连续相的数值研究[J];化工时刊;2006年12期
2 邱金梁;李成植;张建伟;;两组同轴相向撞击流反应器流场的仿真研究[J];化工机械;2007年06期
3 甘洁清;赵辉;郭菊花;杨朝合;山红红;;提升管轴向流动和重油催化裂解反应过程数值模拟[J];化学反应工程与工艺;2010年03期
4 陈新国,徐春明,郭印诚;催化裂化反应产物沿提升管分布预测[J];计算机与应用化学;2001年01期
5 肖国先,徐德龙,胡道和,时钧;数值模拟分析叶轮式颗粒流量计的工作机理[J];计算机与应用化学;2004年03期
6 肖国先,徐德龙,陈延信,程福安;料仓中仓型改流体作用的数值模拟[J];计算机与应用化学;2005年07期
7 马洁;洪若瑜;丁剑敏;杨骏;;基于Oldroyd-B模型的弹性流体液滴动力学研究(英文)[J];计算机与应用化学;2005年12期
8 刘福安;龙军;侯栓弟;朱丙田;张占柱;;提升管反应器FCC汽油催化转化过程数值模拟[J];计算机与应用化学;2006年02期
9 马洁;洪若瑜;杨骏;;液丝破裂的研究进展和展望[J];计算机与应用化学;2006年05期
10 徐永通;唐惠庆;叶树峰;蔡漳平;谢裕生;陈运法;;撞击流反应器内气固两相流动的数值模拟[J];计算机与应用化学;2007年11期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 闫洁;三维气固两相平板间射流中相间耦合作用的直接数值模拟[D];浙江大学;2009年
2 罗坤;气固两相自由剪切流动的直接数值模拟和实验研究[D];浙江大学;2005年
3 刘红娟;基于格子Boltzmann方法的撞击流的数值研究[D];华中科技大学;2007年
4 李光霁;超高压微型撞击流技术的理论与应用研究[D];华东理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 齐亚茹;含固体颗粒流体用安全阀自动冲洗装置的研究[D];河北工业大学;2011年
2 蔡芬;细粉加料装置料腔内气固两相流场的数值模拟分析[D];华中科技大学;2011年
3 胡刚;叶片式磨轮再生机改进设计研究及离散元分析[D];昆明理工大学;2011年
4 陈全;复杂流场下不相容聚合物共混体系相形态学与流变学研究[D];上海交通大学;2007年
5 冯飞;水平撞击流干燥器流动特性与传热特性的数值模拟[D];东南大学;2005年
6 李小剑;自由下落微粒羽流的数值模拟与实验研究[D];天津商业大学;2007年
7 单廷亮;基于拟二元反应精馏设计方法的研究[D];中国海洋大学;2007年
8 张欢;多产低碳烯烃变径提升管数值模拟研究[D];中国石油大学;2008年
9 李盼;甲烷燃烧法合成纳米TiO_2的实验与理论研究[D];大庆石油学院;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 黄凯,刘华彥,伍沅;循环撞击流干燥设备和过程研究[J];高校化学工程学报;2000年06期
2 王维,阎红,潘艳秋,王喜忠;撞击流技术的研究进展及应用前景[J];化工进展;1999年04期
3 伍沅;撞击流性质及其应用[J];化工进展;2001年11期
4 刘海峰,刘辉,龚欣,王辅臣,于遵宏;大喷嘴间距对置撞击流径向速度分布[J];华东理工大学学报;2000年02期
5 刘海峰,王辅臣,吴韬,龚欣,于遵宏;撞击流反应器内微观混合过程的研究[J];华东理工大学学报;1999年03期
6 周力行,黄晓晴;PREDICTION OF CONFINED TURBULENT GAS-PARTICLE JETS BY AN ENERGY EQUATION MODEL OF PARTICLE TURBULENCE[J];Science in China,Ser.A;1990年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鞠斌山;樊太亮;马明学;;一类非牛顿流体非线性渗流的压力波解析求解方法及波形分析[J];水动力学研究与进展A辑;2005年06期
2 赵宪明,吴迪,陈学军;60Si2Mn钢动态再结晶数学模型的实验研究[J];钢铁研究学报;2003年05期
3 马宁;徐文骥;王续跃;庞桂兵;陶彬;;脉冲电化学光整加工建模与机理分析[J];农业机械学报;2009年07期
4 张裕中;杨诗斌;;非牛顿食品流体的管路设计中泵的选择[J];粮食与食品工业;1995年01期
5 唐中一,符欲梅,汪永超;PWM气动调压阀数学模型的建立、仿真及实验研究[J];重庆工业高等专科学校学报;1997年02期
6 李玉星,冯叔初,王新龙;气液混输管路清管时间和清管球运行速度预测[J];天然气工业;2003年04期
7 辛企明,黎斌;金属的光学抛光[J];光学技术;1991年05期
8 张兴福;何勇明;赵子刚;朱思俊;赵国忠;;稠油油藏压裂增产新模型及裂缝导流能力研究[J];石油钻探技术;2007年02期
9 李善春;戴光;高峰;郭福平;;波导杆中声发射信号传播特性实验[J];大庆石油学院学报;2006年05期
10 卓海宇;高建祥;曲选辉;;金属粉末注射成形充模过程数学模型研究[J];新技术新工艺;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨前明;赵芳;孔祥强;衣秋杰;;太阳能热泵复合机实验系统仿真与分析[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会论文集[C];2008年
2 金秋颖;刘赵淼;叶红玲;;剪切速率对润滑油工作性能影响的数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 朱维耀;王明;宋洪庆;;非牛顿流体驱油渗流特征数学模型[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
4 芦永明;田乃媛;徐安军;贺东风;;棒线材生产流程炉机匹配模型的建立[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
5 程刚;倪何;孙丰瑞;;某型船用冷凝器键合图建模与仿真研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
6 赵林明;;表达混流式水轮机最优工作特性的数学模型及其建立方法[A];水电科技论文集[C];1990年
7 祝世兴;薛建海;;多环槽式磁流变阻尼器阻尼力计算及实验结果分析[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(上)[C];2007年
8 马继良;;构建油田“输油管道仿真系统”初探[A];中国石油石化数字管道信息化建设论坛暨燃气管网安全、经济、运营技术交流研讨会论文集[C];2009年
9 王金利;芮丰;罗庆吉;胡军;王宝松;;20MN液压支架试验台同步升降控制系统建模研究[A];煤矿安全、高效、洁净开采——机电一体化新技术学术会议论文集[C];2009年
10 李清海;孙蓓;;废旧橡胶微粒对混凝土力学性能的影响研究[A];房建材料与绿色建筑[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 上海海成投资管理有限责任公司 韩洪宇;“数学模型”在投机交易中的应用[N];期货日报;2007年
2 刘春;首钢矿业公司大力推进数学建模活动[N];世界金属导报;2007年
3 John Kay 朱冠华;风险能用数学模型确定吗?[N];期货日报;2006年
4 齐瑞普;“数模”趟出数字管理路[N];首都建设报;2008年
5 刘军红 中国现代国际关系研究院学者;数学模型的驱动器[N];东方早报;2007年
6 ;数学系毕业生成职场新宠[N];市场报;2006年
7 兴化市荻垛镇中心小学 孙云峰;给数学注入“源头活水”[N];成才导报.教育周刊;2008年
8 华东师范大学商学院副院长、教授 叶德磊;清醒认识经济学现状[N];解放日报;2009年
9 记者 童云 通讯员 徐仁本;宝钢热轧厂开发数模优化轧制生产[N];中国冶金报;2007年
10 王小龙;美开发出交通拥堵数学模型[N];科技日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴细秀;开关电器触头材料喷溅侵蚀模型研究及其试验[D];华中科技大学;2005年
2 赵桂连;水电站水机电联合过渡过程研究[D];武汉大学;2004年
3 蒋海洋;分子筛膜的制备和新型分子筛膜反应器[D];天津大学;2004年
4 谢红;五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究[D];同济大学;2007年
5 万玉芹;静电纺丝过程行为及振动静电纺丝技术研究[D];东华大学;2006年
6 白义奎;日光温室燃池—地中热交换系统研究[D];沈阳农业大学;2007年
7 李孜军;硫化矿石自燃机理及其预防关键技术研究[D];中南大学;2007年
8 刘凯;弧齿锥齿轮数控铣齿机运动分析及控制系统研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 田利伟;室内环境颗粒物浓度预测模型及污染控制策略研究[D];湖南大学;2009年
10 王茂励;超空泡航行体的数学建模与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马洁;多种流体液丝破裂的动力学研究[D];暨南大学;2006年
2 范思源;液压破碎锤计算机仿真与实验研究[D];上海交通大学;2008年
3 林亚玲;全旋流分离马铃薯淀粉实验及数学模型的研究[D];中国农业机械化科学研究院;2002年
4 黄田琪;聚合物中气泡形成与溶解过程的数学模型[D];苏州大学;2010年
5 孙利;多功能清雪车中铲仿真分析与实验研究[D];吉林大学;2005年
6 李丽娜;英语口语僵化及激活策略研究[D];华中师范大学;2005年
7 李锐;磁流体热磁对流特性研究[D];南京理工大学;2005年
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