气液界面追踪论文-安晓龙,吕云卓,覃作祥,陆兴

气液界面追踪论文-安晓龙,吕云卓,覃作祥,陆兴

导读:本文包含了气液界面追踪论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:同轴送粉,激光3D打印,光粉耦合作用,气液界面追踪

气液界面追踪论文文献综述

安晓龙,吕云卓,覃作祥,陆兴[1](2019)在《同轴送粉激光3D打印光粉耦合作用以及熔池气液界面追踪数值模拟的研究进展》一文中研究指出金属激光3D打印作为一种"无需工具"的数字化制造技术,摆脱了传统加工方式的约束,将有可能改变产品的生产模式,给企业和消费者带来巨大的经济效益和社会效益。它利用层层堆积的精密加工模式,使得高精度复杂结构制造变为可能。这将极大简化产品设计环节,提高零部件的集成度,缩小产品的研发周期。相对于利用切削机床对毛坯进行加工的"减材制造",3D打印制造减少了原材料的使用量,降低了对自然环境的压力。3D打印技术实际上是一个"逐点扫描-逐线搭接-逐层堆积"的循环往复过程,在长时间的加工过程中,零件的不同部位材料均经受着一系列短时变温、非稳态、强约束、循环固态相变的微热处理过程。这种微热处理的加热及冷却速度极快、相变持续时间极短,且每一微热处理的相变温度、加热及冷却速度和相变持续时间均随热循环次数的变化而变化,使得激光3D打印的金属构件显微组织结构独特,并表现出对加工工艺条件强烈的依赖性,进而影响成型零部件的综合力学性能。因此,实现对激光3D打印金属零部件显微组织结构、冶金缺陷的主动控制是亟待解决的关键问题。其中掌握同轴送粉金属激光3D打印加工过程中粉末流与激光束的耦合作用,以及熔池气-液自由界面的传质和扩展特征,是选择最优加工参数,获得综合力学性能优良的金属零件的关键。然而,采用试验分析途径难以精确并定量地揭示上述问题,但数值仿真模拟却能有效揭示其微观规律。例如在光-粉耦合作用方面,目前大部分研究学者从单个粉末颗粒到粉末流对激光束产生衰减的角度出发,研究了激光束与粉末相互作用的机理;另一方面其他研究人员从粉末颗粒对激光束吸收和散射的角度建立数学模型,利用米氏散射理论和朗伯-比尔定律仿真分析计算了粉末流与激光束的相互作用。而包含粉末流对激光束产生衰减以及粉末流吸收并反射、散射激光等多角度多因素的数值模型却鲜有报道,因此,这些方面是学者今后研究的主要方向。本文主要综述了国内外研究学者对同轴送粉金属激光3D打印仿真模拟的研究进展,并详细阐述了3D打印过程中的光-粉耦合作用、熔池气-液界面和固-液界面追踪等。(本文来源于《材料导报》期刊2019年01期)

覃柏英,林贤坤,李健[2](2015)在《气液两相流运动界面追踪的高精度数值模拟》一文中研究指出对叁阶ENN格式(ENN3)采用加权方法,获得加权叁阶ENN格式(WENN3),通过实例对两者精度进行了分析。采用WENN3离散气液两相流的Euler方程、LS的运输方程及重新初始化方程的空间导数,叁阶Runge-Kutta法离散时间导数,耦合LS法追踪运动界面和MGFM定义界面边界条件的方法,探讨了一维气液两相流的数值模拟和运动界面的追踪。(本文来源于《中国力学大会-2015论文摘要集》期刊2015-08-16)

宋云超[3](2012)在《气液两相流动相界面追踪方法及液滴撞击壁面运动机制的研究》一文中研究指出在许多领域中都存在着喷雾液滴撞击壁面的现象,不同领域对液滴撞击壁面后的形态及运动要求各有不同。在小型高速柴油机中,随着燃油喷射压力的不断提高,喷雾液滴碰壁现象变得越发明显;如何充分利用燃油喷雾碰壁现象提高柴油机的性能,已成为内燃机界的一个研究热点问题。论文以单液滴撞击壁面为研究对象,开展了气液两相流动相界面追踪方法及液滴撞击壁面运动的基础性研究,研究工作可以深化人们对液滴碰壁运动机制及运动规律的理解,为液滴碰壁现象的控制及利用研究提供理论依据。相界面追踪是气液两相流动和液滴撞击壁面运动研究的基础。论文首先根据液滴撞击壁面运动研究的需要,开展了气液两相流动相界面追踪的复合Level Set-VOF方法以及基于复合Level Set-VOF方法的相界面追踪与气液两相流动耦合求解方法的研究。提出了综合了VOF方法和Level Set方法优点的用于气液两相流动相界面追踪的复合Level Set-VOF方法的基本思想,给出了复合Level Set-VOF方法中的相函数初始化方法、相函数对流输运方程求解方法、相界面构造与实现方法以及(?)函数重新距离化方法;提出了基于复合Level Set-VOF方法的相界面追踪与气液两相流动耦合求解流程,解决了相函数与控制方程变量耦合、各求解过程所需参量传递和相互调用以及求解过程先后顺序设定等问题;以无重力静止液滴问题为对象,对气液两相流动数值求解时虚假流动的特征及其影响因素进行了研究,给出了气液两相流动数值求解过程中虚假流动现象产生的原因,并提出采用复合Level Set-VOF方法进行相界面追踪可以作为削弱气液两相流动数值求解时虚假流动现象的一种方法。通过经典算例对论文提出的基于复合Level Set-VOF方法的气液两相流动数值求解方法的精确性进行了分析,表明相对于VOF方法和Level Set方法来说,复合Level Set-VOF方法的精确性有了明显的提高。在基于复合Level Set-VOF方法的相界面追踪与气液两相流动耦合求解方法研究的基础上,开展了反映液滴与壁面相互作用的壁面润湿模型及气液两相流动与固壁相互作用耦合求解方法的研究。根据接触角滞后现象,采用唯象分析方法建立了反映接触角滞后性的滞后张力模型;通过固-液-气叁相接触线附近区域流动的分析,发现了应力奇点产生的原因;根据前驱膜和夹带膜理论,提出了消除应力奇点问题的方法;在此基础上,建立了基于唯象分析方法的能够反映接触角滞后性及壁面性质对润湿过程影响的壁面润湿模型。提出了一种气液两相流动与固壁相互作用耦合求解时接触线速度计算的改进方法及边界条件的设定方法;并以基于复合Level Set-VOF方法的气液两相流动数值求解方法和建立的壁面润湿模型为基础,实现了气液两相流动与固壁相互作用的耦合求解。对提出的壁面润湿模型和气液两相流动与固壁相互作用耦合求解方法的有效性进行了验证。在上述工作基础上,开展了液滴撞击干壁面和湿润壁面运动的研究。分析了液滴撞击干壁面铺展运动时液滴形态及其特征参数的变化历程以及撞击速度对铺展运动液滴形态及其特征参数的影响;研究了液滴撞击干壁面铺展运动过程中液滴中心高度与润湿长度的关系;分析了液滴撞击干壁面铺展运动时压力场的分布特征及其变化特性;研究了液滴撞击干壁面时气泡的产生机制;通过引入前进接触角和指前因子,得到了无量纲润湿长度最大值解析模型的改进模型;建立了液滴撞击干壁面后发生飞溅运动临界条件的理论模型,并提出了发生飞溅的判据;研究了液滴撞击干壁面发生飞溅运动的机制。分析了不同条件下液滴撞击湿润壁面呈现出的波动运动、皇冠几何体运动以及飞溅运动的运动形态以及各种运动形态下运动特征参数的变化规律及其影响因素;研究了液滴撞击湿润壁面后波动运动、皇冠几何体运动以及飞溅运动等几种不同运动形态的形成机制;分析了液滴撞击湿润壁面时飞溅运动产生的条件。建立了柴油液滴撞击壁面运动的可视化实验系统;在此基础上,对液滴撞击壁面的运动过程、铺展运动无量纲润湿长度的变化历程、飞溅运动发生的临界速度以及壁面和液体层对液滴撞击壁面运动的影响进行了实验研究,获得了柴油液滴撞击壁面运动时形态特征的变化规律以及柴油液滴撞击壁面运动形态特征的影响因素及影响规律。通过液滴撞击干壁面铺展运动和飞溅运动以及液滴撞击湿润壁面运动的数值计算结果与实验结果的对比,进一步验证了论文提出的液滴撞击壁面运动数值计算方法的有效性。(本文来源于《北京交通大学》期刊2012-12-01)

沈雁鸣,陈坚强[4](2012)在《SPH方法对气液两相流自由界面运动的追踪模拟》一文中研究指出气液两相流动是自然界中常见的流动现象,对其进行数值模拟时要求必须能够准确跟踪界面运动变形。本文利用光滑粒子流体动力学方法,结合微可压缩模型(SCM),引入界面控制方法XSPH速度修正以及Van Derwaals状态方程修正,对典型的气液两相流动如二维溃坝、气泡上浮等问题进行了数值模拟,分析了空气和水相互作用机理以及界面运动规律,并同实验结果和其他数值计算结果进行了比较。结果表明,该方法在模拟多相介质界面运动问题准确有效,可用于处理更为复杂的多相流动工程问题。(本文来源于《空气动力学学报》期刊2012年02期)

赵继云,张德生[5](2012)在《液力偶合器气液界面追踪数值模拟》一文中研究指出部分充液下液力偶合器内部介质运动为离心力场作用下的复杂两相流动,而液相分布形态对涡轮输出特性有着直接影响。为掌握偶合器内液相分布规律,将工作腔内介质运动视为分层流动,采用流体体积法(Volume of fluid,VOF)两相流模型,追踪562型标准桃形腔偶合器内不同工况下的气—液分界面。建立叁维周期性流道模型,采用Realizable k-ε湍流模型和压力隐式算子分裂(Pressure-implicit with splitting of operators,PISO)压力耦合算法,并用内部面模拟泵、涡轮间的交互作用,转速比i=1.0和i=0.6时的叶片表面液相分布与文献中试验结果具有高度相似性。仿真结果表明,随泵涡轮间转差增大,气液分界面倾斜加剧,直至形成大的环流,而泵轮叶片压力面液相分布区域增大,吸力面液相减小;低挡圈(R=155 mm)对环流形态影响较小,主要起到限矩作用,而高挡圈(R=175 mm)可抑制大环流的产生。(本文来源于《机械工程学报》期刊2012年04期)

李章国,刘秋生,纪岩,侯辉[6](2008)在《航天器贮箱气液自由界面追踪数值模拟》一文中研究指出主要讨论了航天器贮箱在轨道航行时的微重力状态下其液体推进剂在贮箱内的形态分布及控制.文中采用VOF方法,加入了表面张力的效应,追踪气液两相流的自由界面,对液面在微重力条件下的位形变化进行了数值模拟.通过比较不同重力加速度及接触角下的两相流的相图,分析了影响贮箱中液体推进剂位形变化的主要因素及对其有效的控制方法.(本文来源于《空间科学学报》期刊2008年01期)

气液界面追踪论文开题报告

(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:

对叁阶ENN格式(ENN3)采用加权方法,获得加权叁阶ENN格式(WENN3),通过实例对两者精度进行了分析。采用WENN3离散气液两相流的Euler方程、LS的运输方程及重新初始化方程的空间导数,叁阶Runge-Kutta法离散时间导数,耦合LS法追踪运动界面和MGFM定义界面边界条件的方法,探讨了一维气液两相流的数值模拟和运动界面的追踪。

(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。

气液界面追踪论文参考文献

[1].安晓龙,吕云卓,覃作祥,陆兴.同轴送粉激光3D打印光粉耦合作用以及熔池气液界面追踪数值模拟的研究进展[J].材料导报.2019

[2].覃柏英,林贤坤,李健.气液两相流运动界面追踪的高精度数值模拟[C].中国力学大会-2015论文摘要集.2015

[3].宋云超.气液两相流动相界面追踪方法及液滴撞击壁面运动机制的研究[D].北京交通大学.2012

[4].沈雁鸣,陈坚强.SPH方法对气液两相流自由界面运动的追踪模拟[J].空气动力学学报.2012

[5].赵继云,张德生.液力偶合器气液界面追踪数值模拟[J].机械工程学报.2012

[6].李章国,刘秋生,纪岩,侯辉.航天器贮箱气液自由界面追踪数值模拟[J].空间科学学报.2008

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