该文介绍一种在气固两相流中的弯管抗磨技术:肋条弯管.在这种弯管中,具有一定截面几何形状(方形或矩形)的肋条按一定间距分布在直角弯管内20°～80°的外侧壁上.文中运用数值试验的方法对该项技术进行了研究.数值试验分两步进行,先对气流场采用欧拉法进行数值模拟,再用拉格郎日法对颗粒进行跟踪.计算中对颗粒碰撞壁面的速度和角度进行了统计,从根本上揭示了肋条弯管比光滑弯管抗磨的原因.计算结果表明,在相同条件下,肋条弯管的磨损率只是普通弯管的1/3,与实际数据相吻合.该项研究为生产实践中弯管易磨损的难题提供了较有价值的参考.

为了验证直接数值模拟三维中低流动雷诺数湍流的正确性和可靠性,该文采用拟谱方法对三维平面混合层流场进行了直接数值模拟,并将数值模拟得到的结果与Lasheras等的平面混合层经典实验结果进行了对比.定量比较了流场不同断面的流向速度平均值、脉动强度、混合层的动量厚度及涡量厚度等流动量.结果表明,直接数值模拟的结果与实验结果吻合良好,证明了直接数值模拟中低三维混合层的正确性和有效性,为扩大直接数值模拟的应用打下了基础.

为了分析轴流式止回阀流阻性能,探究阀内结构优化设计方法,引入场协同原理,将该原理从层流推广至湍流.利用Fluent软件对2种不同型号(优化前、后)阀门的内流场进行数值模拟和流动场协同分析,得到压降、流速分布、流动场协同角余弦值分布和有效黏性系数.结果表明优化后阀内流体的速度场与速度梯度场整体上的协同程度更差,有效黏性系数更小,减阻效果明显,能耗降低;通过对比分析流速分布和流动场协同角余弦值分布,还能从局部流动场协同的角度揭示流阻的变化机理.基于流动场协同原理在流动减阻研究中的优势,提出2种阀结构优化设计的思路.