现有泥沙理论的不足和改进——扩散模型和费克定律适用性的讨论

描写混合物运动可以采用单流体模型、扩散模型和双流体模型，本文简要介绍了这三种模型，并作了比较，指出：单流体模型方程少、求解简单，但解中包含的信息量少；后两种模型包含的信息量相等，由于扩散模型方程组可从双流体模型方程组引入某种近似后推导出来，它的求解比双流体模型方程组简单，但包含一定的误差．本文分析了这种误差与运动介质物性的关系，给出了扩散模型的适用范围，说明了为什么对于气体混合物常用单流体模型或扩散模型，而对于气－固混合物大多采用双流体模型．液－固混合物性质介于上述两种混合物之间，扩散模型对于它基本上适用，但并不完全适用．扩散模型中的扩散速度表达式，常根据费克定律给出．本文指出了费克定律的局限性，并把它与泥沙运动力学目前遇到的困难联系起来，由此说明采用更一般的扩散速度表达式的必要性

Numerical investigation of particle velocity distributions in aeolian sand transport

Particle velocity distribution in a blowing sand cloud is a reflection of saltation movement of many particles. Numerical analysis is performed for particle velocity distribution with a discrete particle model. The probability distributions of resultant particle velocity in the impact-entrainment process, particle horizontal and vertical velocities at different heights and the vertical velocity of ascending particles are analyzed. The probability distributions of resultant impact and lift-off velocities of saltating particles can be expressed by a log-normal function, and that of impact angle comply with an exponential function. The probability distribution of particle horizontal and vertical velocities at different heights shows a typical single-peak pattern. In the lower part of saltation layer, the particle horizontal velocity distribution is positively skewed. Further analysis shows that the probability density function of the vertical velocity of ascending particles is similar to the right-hand part of a normal distribution function, and a general equation is acquired for the probability density function of non-dimensional vertical velocity of ascending particles which is independent of diameter of saltating particles, wind strength and height. These distributions in the present numerical analysis are consistent with reported experimental results. The present investigation is important for understanding the saltation state in wind-blown sand movement. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved

液–固脉冲流化床中浓度波传播与衰减

采用数值计算和实验验证相结合的方法研究液一固脉冲流化床中浓度波的传播和衰减。当脉仲开半周期乃和闭半周期乃都远大于颗粒弛豫时间吊时,两相的惯性力之差在一个周期的绝大部分时间中相对于重力很小,可忽略,这时由双流体模型的动量方程可推导出推广的Richardson-Zaki公式,双流体模型简化为局部平衡模型。采用五阶精度WENO格式求解浓度波传播方程,得到了脉冲流化过程中浓度波传播与衰减的规律,与实验结果符合良好

等质量异形粒子超高速撞击侵蚀

用数值方法模拟双锥、圆柱、椭球、圆锥和倒圆锥五类等质量异形铝粒子五种高宽比共25种粒子对半无限铝靶的超高速撞击侵蚀。撞击速度为4km/s。给出了抗深、坑径、坑形参数和抗体积随业子形状及高宽比的变化曲线

泥沙运动的受力分析——关于碰撞力的讨论

本文以单颗粒为体系和以固相的拟流体微团为体系分别对泥沙运动进行了受力分析,给出了体系的力平衡方程,并证明了两种方程是相容的。通过对比说明,同一个力采用不同的体系分析时分属于不同类型,例如,流体-颗粒间的作用力在前一体系中属于表面力,在后一种体系中属于彻体力;拟流体分析中的表面力(应力),在单颗粒体系的力平衡中根本不出现等等,由此清楚地表明进行受力分析和建立力平衡方程时明确所研究体系的重要性。本文还详细分析了对于上述两种体系,颗粒-颗粒碰撞对体系运动所起的作用,以及在运动方程中的体现,并指出:泥沙运动力学中经常使用的“碰撞力”在概念上是含糊的,计算碰撞力的表达式的根据是可疑的

Novel experimental phenomena of fine-particle fluidized beds

The dynamic response of bed height and concentration waves in liquid-solid fluidized beds to a step change in the fluidization velocity is considered. We experimentally study the liquid-solid fluidized beds, spherical beadings, with sizes ranging from 230 to 270 mesh and the inner diameter of columns made from glass is 2.4 mm. Experimental results find that under certain conditions, fine particles with large Richardson-Zaki exponent n display different dynamic behavior from usual particles with smaller n during expansion and collapse of the fluidized state. (c) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved

膨胀型防火涂料研究进展

火灾是当今世界上常发性灾害中发生频率较高的 一种灾害, 随着经济和城市建设的发展, 火灾的危害性 更显著。 在世界各国的火灾事故中, 建筑物火灾居于 首位; 为减少人们在火灾中的危险, 建筑业中最简便且 最有效的一项安全措施就是采用功能型涂料—防火 涂料; 防火涂料除具备普通涂料装饰、防腐作用外, 还 具有使被保护基材着火难, 遇火后蔓延慢, 产烟率低等 功能, 从而为扑救初始火灾和人员的撤离赢得时间

带有颗粒的圆射流冲击平板的计算

在无粘不可压缩流动条件下,本文计算了夹带颗粒的均匀圆射流冲击无限平板时气流流场,并且采用两种阻力系数公式,即和,分别计算了球形小颗粒在流场中的运动轨迹。假设颗粒在射流出口处是均匀分布,得到了冲击系数曲线(在采样器研究中称之为收集几率)。讨论了计算中所作的各点假设的合理性,对粘性效应进行了分析。考虑到粘性影响,对曲线作了修正。计算表明,颗粒在平板上的撞击点主要集中在X<2的区域里,虽然计算中假设H很大,但结果对H=1.5时仍适用。实验证明,按本文计算的曲线设计的采样器,其性能达到预期的指标

伯努利方程应用中的若干问题

在定常流动中,若流体重力势能的变化不重要,则伯努利方程为1/2 v~2+∫dp/ρ=c_1(常数) (1)在不可压缩流动中,ρ是常数,则有∫dp/ρ=p/ρ.伯努利方程形式简单,却很重要,有着广泛的应用.但是,若不注意其使用条件,就会造成误用