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多相不相混电渗流的建模和计算是用电场精确控制液滴技术研究的理论基础,而如何有效地处理带电流体、液-液界面和固-液界面的耦合作用是其主要困难。本项目将根据Onsager原理和守恒律利用变分方法建立和热力学定律相容的数学模型,同时推导出运动方程和固壁上的边界条件,特别是接触线在固壁上的滑移速度边界条件。该模型可以体现如下物理效应:外电场的驱动、流体的运动、离子的扩散、流体界面的移动、接触线的滑移和离子的尺寸效应。利用内在的变分结构,将发展该模型的数学理论,包括适定性和渐近行为等。将设计高效自适应数值算法,保证守恒性和长时间稳定。应用于研究因固壁表面电荷分布的不均性或几何粗糙引起的各向异性的电渗流现象,并考察复杂条件下双电层内部的物理细节。将模拟真实的电润湿实验体系,给出液滴完整的动力学过程及其内部详细的流场分布,进而研究流体界面的运动规律。
项目负责人按照申请书和计划书的相关约定,在多相流、流固耦合、电子结构和非线性科学等领域内开展了可计算建模、数学分析和算法设计等研究工作。具体的研究工作包括: (1) 开展了固体表面上多相不相混电渗流的变分模型和计算方法的研究。 (2) 利用光滑化粒子流体动力学方法开展了化学机械抛光中材料移除机理的探索研究并实现了二维和三维的程序。 (3) 分别从波函数方法和密度泛函理论两个方面开展了电子结构相对论效应的计算研究。 (4) 开展了时间反演Bohn-Oppenheimer分子动力学算法的数学分析研究。 (5) 开展了非线性Dirac方程孤波解的多峰结构、稳定性以及高效算法的研究。 项目负责人在以上几个方面均取得了一些具有重要学术价值和科学意义的研究成果,所取得的成果大部分已经被整理成文并在国际核心期刊(例如美国计算物理)上正式发表(共计7篇SCI论文),部分工作得到了国内外同行的认可和应用。
应该将地下部分和地上部分分开建模计算,分成在不同文件中绘制。
管道穿越堤防设计不好,经常出现管涌破坏,地方与建筑物交叉部位一定要仔细认真设计。 渗流计算还是常规的计算方法。和有没有建筑物没有直接关系,如果接触部位不漏水,和堤防内外水头差、堤身土的渗透性等有关系。...
问题不明确,求地基的渗流计算?
直流电渗流在微通道内的控制与仿真研究
双电层是电渗流形成的关键因素,通过分析双电层的产生过程,解释了电渗流的形成机制,探讨了与直流电渗流形成相关的Poisson-Boltzmann方程、Laplace方程及Navier-Stokes三个基本控制方程,并建立了与之相关的数学模型。通过对各控制方程边界条件的分析及合理简化,分别对zeta电势、外加垂直电场电势进行了求解和仿真,并且对zeta电势、外加垂直电场电势进行耦合求解,得到了直流电渗流在微通道内的流速表达式,并分析了微流体的特性参数、zeta电势、外加垂直电场电势对电渗流流速的影响,结果显示通过增加zeta电势可以有效降低微通道两端施加的垂直电场电压。
多级低压电渗流微泵的设计、加工及测试
设计了一种多级低压电渗流微泵。该微泵系统主要由直流电源和蚀刻微通道的芯片等部分组成。芯片是在一块硅基片上蚀刻6组尺寸不同的微通道,从而达到提供不同大小的流量和承受不同背压的目的。对芯片的加工工艺流程进行了说明,同时对微泵进行了试验研究。实验结果表明:在低压下,该泵能够驱动通道中的液体。
《油气水多相混输泵与计量技术》详细介绍油气水多相混输技术的基础上,论述了螺杆式混输泵、螺旋轴流式油气多相混输泵的工作原理、设计方法、应用实例等内容,同时介绍了油气水多相混输计量技术、天然气长输和黏性油品输送、油气多相混输泵辅机设计等内容。
第一章油气水多相混输技术在陆地和海上油田的应用
第一节油气多相混输泵在油田应用
第二节油气水多相流混输技术的经济效益
第二章油气多相流体主要参数以及多相流基础常识
第一节泵内多相流动的状态参数
第二节泵内多相流动状态参数的变化规律
第三节多相流体力学基础常识
第三章螺杆式油气多相混输泵
第一节概要
第二节双螺杆多相混输泵介绍
第三节双螺杆多相混输泵的型线设计
第四节国内外典型的双螺杆多相混输泵现场应用
第五节单螺杆多相混输泵结构、型线以及现场应用
第四章基于数值模拟计算方法对螺旋轴流式油气
多相混输泵的机理探讨第一节叶型的选择
第二节气液两相泵内分段不可压流态数值模拟
第三节基于分段但是可压缩的数值模拟计算
第五章螺旋轴流式油气多相混输泵叶型流动设计(水力设计)初探
第一节叶轮设计
第二节导叶设计
第三节螺旋轴流式多相混输泵叶型设计小结
附图:年产80万吨和120万吨多相混输泵性能预测
第六章油气水多相混输工艺设计探讨
第一节油气水多相输送的基本工艺
第二节气液多相增压输送的基本工艺流程
第三节水下多相增压工艺
第四节多相混输泵的串并联工艺
第七章油气水多相混输计量与检测
第一节多相混输管道的计量与检测
第二节现场应用情况及存在的问题
第三节多相流量计系统概述
第四节美国石油学会(API)和法国石油研究院(IFP)
有关多相计量标准与方法简介
第八章油气混输后期天然气长输和黏性油品输送
第一节长输天然气和燃气轮机驱动中特殊问题
第二节黏性油品输送泵的性能换算问题
第九章油气多相混输泵的辅机设计
第一节变速驱动
第二节进口安装缓冲均化器
第三节油气多相混输泵轴端的机械密封的选取
参考文献
附:申请专利一览表2100433B
电渗流(electroosmoticflow,EOF)是一种电动(electrokinetic)现象。当一个电场加在一个带电荷的表面(例如pH>3的玻璃毛细管的内壁)或者多孔的固体介质的两端,同时该表面或介质处在电解质溶液中的时候,溶液会以某一固定的速度流动(图1)。电渗流是由溶液中施加在净移动电荷上电场产生的库仑力引起的。在两种不同物质的界面上,正负电荷分别排列成的面层。在溶液中,固体表面常因表面基团的解离或自溶液中选择性地吸附某种离子而带电。由于电中性的要求,带电表面附近的液体中必有与固体表面电荷数量相等但符号相反的多余的反离子。带电表面和反离子构成双电层。当电场加在流体上时,双电荷的净电荷被库仑力驱动而移动。这种流动即电渗流。