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基于VLBM方法研究柴油机多孔微粒捕集器渗流机理 预览
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作者 顾焱 友生 郑友取 《渗流力学进展》 2018年第4期63-72,共10页
柴油机依靠其良好动力性和经济性的优势,自问世以来,便在车辆、船舶等动力装置得到广泛应用。与此同时,柴油机微粒排放物也带来严重的污染问题,引起人们的广泛关注。本文采用体积格子玻尔兹曼方法(VLBM),在孔隙尺度上,论述了多孔介质过... 柴油机依靠其良好动力性和经济性的优势,自问世以来,便在车辆、船舶等动力装置得到广泛应用。与此同时,柴油机微粒排放物也带来严重的污染问题,引起人们的广泛关注。本文采用体积格子玻尔兹曼方法(VLBM),在孔隙尺度上,论述了多孔介质过滤体结构和进口速度对捕集器通道模型内流场的影响,为柴油机微粒捕集器的数值模拟研究提供一个新的思路。结果表明,孔隙度越大,微粒捕集器孔道模型中的流场越稳定,进出孔道压差越小;相比于孔隙度,过滤体厚度对流场影响较小,然而过滤体厚度越大,进出口孔道压差越大;进口速度越大,流场越紊乱,压差越大。 展开更多
关键词 微粒捕集器(DPF) 体积格子玻尔兹曼方法(VLBM) 孔隙尺度 流场模拟
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Hydrophobic nanochannel self-assembled by amphipathic Janus particles confined in aqueous nano-space
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作者 方钢 盛楠 +5 位作者 金坦 友生 孙海 姚军 庄巍 方海平 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第3期191-196,共6页
关键词 NANO 空间限制 吸水 粒子 装配 相互作用 复杂表面 理论建模
黏性应力与脉动流强化传热相关性的LBM研究
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作者 郑友取 李国能 +2 位作者 胡桂林 张治国 友生 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1980-1984,共5页
为研究黏性应力与脉动流强化传热的相关性,编写了基于D2Q9格式的格子玻尔兹曼数值模拟程序,获得了雷诺数Re=120时脉动流中等温圆柱体当地努塞尔数和无量纲黏性应力的分布特性。格子玻尔兹曼数值模拟程序采用双概率密度函数模型,圆柱体... 为研究黏性应力与脉动流强化传热的相关性,编写了基于D2Q9格式的格子玻尔兹曼数值模拟程序,获得了雷诺数Re=120时脉动流中等温圆柱体当地努塞尔数和无量纲黏性应力的分布特性。格子玻尔兹曼数值模拟程序采用双概率密度函数模型,圆柱体曲边界采用二阶精度的外推方法处理。数值模拟结果显示,无量纲的黏性应力与脉动流强化传热效果具有正相关特性。脉动流通过增加圆柱体迎风面的黏性应力,从而实现强化传热。 展开更多
关键词 脉动流 圆柱体 强化传热 格子玻尔兹曼方法
纳米级孔隙中水分子流动机制的分子动力学模拟研究 预览 被引量:1
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作者 黄婉莹 陆杭军 友生 《渗流力学进展》 2015年第2期9-15,共7页
近年来,随着页岩气开发与研究的兴起,研究纳米尺度下多孔介质中的渗流问题成为了流体力学界关注的焦点。这是因为在空隙中页岩气的流动规律与页岩的孔隙大小是紧密相关的。在纳米尺度下研究受限空间中水的动力学机制,利用水受限于几何... 近年来,随着页岩气开发与研究的兴起,研究纳米尺度下多孔介质中的渗流问题成为了流体力学界关注的焦点。这是因为在空隙中页岩气的流动规律与页岩的孔隙大小是紧密相关的。在纳米尺度下研究受限空间中水的动力学机制,利用水受限于几何平板这样的模型是十分有必要的。本文利用分子动力学模拟水分子在受限的环境下,构造两块彼此平行的石墨烯平板,改变两平板间的距离,观察水的流量与密度的变化。我们的研究观察到流体的动力学行为与经典微管中的poiseuille流中的是非常不同的。从1 nm到2 nm之间水的密度分布发生了很大的变化;从4 nm到5 nm之间水的速度以及氢键分布都发生了很大的变化。我们认为在受限空间中,几何平板之间距离的大小对水分子动力学行为的影响是比较大的,并且这种变化是非线性的。 展开更多
关键词 页岩气 纳米孔隙 受限空间 纳米尺度 分子动力学模拟
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驱动模式对具有库源平衡的黏性流体中空间反射时间反演联合对称性的影响
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作者 陈曦 Yu Whitney +3 位作者 Joglekar Yogesh N 郑友取 友生 吴锋民 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期32-39,共8页
满足空间反射时间反演parity and time-reversal (PT)联合对称性的库源平衡宏观开放系统近几年成为一个研究热点。本文将PT对称性引入到动力学系统,用格子玻尔兹曼方法求解Navier-Stokes方程,发现在二维黏性流体中,如果进口和出口... 满足空间反射时间反演parity and time-reversal (PT)联合对称性的库源平衡宏观开放系统近几年成为一个研究热点。本文将PT对称性引入到动力学系统,用格子玻尔兹曼方法求解Navier-Stokes方程,发现在二维黏性流体中,如果进口和出口的条件完全等同,在低雷诺数流动中,流场的PT对称函数(ρ)随雷诺数(Re)的增高以ρn ~Re^n 指数增长。用三种不同的速度剖面来驱动流体,计算流场达到稳定状态时的PT对称性。结果发现,进出口平衡的黏性管流中,ρn ~Re^n 的规律在三种驱动模式中出现,表明流场的PT 对称性是由流体本身决定的,与驱动模式没有关系,从此论证所得到的指数率的谱适性。 展开更多
关键词 库源平衡 格子玻尔兹曼 空间反射时间反演联合对称 低雷诺数
直接甲醇质子交换膜燃料电池的格子Boltzmann方法研究进展 预览
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作者 苏卫卫 友生 《渗流力学进展》 2012年第1期1-8,共8页
综述了用格子Boltzmann方法模拟直接甲醇质子交换膜燃料电池的研究进展,具体介绍了利用格子Boltzmann方法模拟燃料电池中的多相流,传热传质和电化学反应过程等的最新进展,认识到格子Boltzmann方法作为一种计算流体力学的介观模拟方法,... 综述了用格子Boltzmann方法模拟直接甲醇质子交换膜燃料电池的研究进展,具体介绍了利用格子Boltzmann方法模拟燃料电池中的多相流,传热传质和电化学反应过程等的最新进展,认识到格子Boltzmann方法作为一种计算流体力学的介观模拟方法,是一种有效的分析燃料电池性能的数值方法,通过数值模拟可以更好地了解电池的复杂物理化学过程,为优化电池性能提供更充分的理论依据。文章还对研究最新进展予以简单评述,同时指出了目前研究过程中所建模型存在的不足。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 直接甲醇燃料电池 质子交换膜燃料电池
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大颗粒散射层在染料敏化太阳能电池中的应用 预览
7
作者 冯旺军 吴功伟 +2 位作者 王丽伟 黄仕华 友生 《纳米技术》 2012年第1期13-17,共5页
以粒径在20 nm左右的小颗粒的纳米晶TiO2作为底层的传输层,20 nm和200 nm的TiO2颗粒按不同比例进行混合作为TiO2散射层,实验结果表明,当20 nm的TiO2小颗粒与200 nm大颗粒的混合比例接近1:1时,薄膜对太阳光的吸收强度最大,染料敏化太阳... 以粒径在20 nm左右的小颗粒的纳米晶TiO2作为底层的传输层,20 nm和200 nm的TiO2颗粒按不同比例进行混合作为TiO2散射层,实验结果表明,当20 nm的TiO2小颗粒与200 nm大颗粒的混合比例接近1:1时,薄膜对太阳光的吸收强度最大,染料敏化太阳能电池的光电转换效率达到了最高(7.4%)。纳米晶多孔TiO2 薄膜电极的散射层中的不同大小颗粒纳米晶的比例会对染料敏化太阳能电池的光电性能有重要的影响,合适的大颗粒散射层有利于电池对光的吸收利用,从而提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 TIO2纳米晶 光散射层
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周期性压力对T型微管内二元流体混合效果的影响 预览
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作者 华硕 李霞 +1 位作者 友生 吴锋民 《浙江师范大学学报:自然科学版》 CAS 2012年第1期 59-64,共6页
在微流动领域经常涉及到试剂的混合问题,但是在微设备中,雷诺数Re低,流体趋向于形成层流,很难发生有效的混合.通过对微管内流体施加周期性压力使流速随时间呈周期性变化可以有效促进微流动混合.运用格子Boltzmann方法模拟了T型微管内流... 在微流动领域经常涉及到试剂的混合问题,但是在微设备中,雷诺数Re低,流体趋向于形成层流,很难发生有效的混合.通过对微管内流体施加周期性压力使流速随时间呈周期性变化可以有效促进微流动混合.运用格子Boltzmann方法模拟了T型微管内流体的流速随时间呈正弦曲线变化而导致的混沌现象.结果发现,混沌混合的效果取决于两流体流速的相位差、流速的变化周期和系统的雷诺数Re. 展开更多
关键词 周期性压力 混沌混合 T型微管 微混合器 格子BOLTZMANN方法 微流体
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对流换热耦合相变渗流问题的格子玻尔兹曼方法研究 预览
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作者 范世炜 邵九姑 +1 位作者 李霞 友生 《渗流力学进展》 2012年第4期43-48,共6页
相变是传质传热中的一种典型情况。而多孔介质中物质的相变在工业生产和日常生活中十分常见。由于相变问题的非线性特点,需要格子Boltzmann方法这种能够模拟流体运动以及为复杂物理现象建模的数值方法来处理它。本文运用格子Boltzmann... 相变是传质传热中的一种典型情况。而多孔介质中物质的相变在工业生产和日常生活中十分常见。由于相变问题的非线性特点,需要格子Boltzmann方法这种能够模拟流体运动以及为复杂物理现象建模的数值方法来处理它。本文运用格子Boltzmann方法对纯相变以及多孔介质内物质的对流相变过程进行了数值模拟,并对数值结果加以研究和讨论。发现不同的达西数对多孔介质内的对流相变过程中有重要的影响。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 多孔介质 有对流的固液相变 达西数
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Tortuosity for streamlines in porous media 被引量:1
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作者 寇建龙 唐学明 +4 位作者 张海燕 陆杭军 吴锋民 友生 董永胜 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第4期364-369,共6页
An analysis of tortuosity for streamlines in porous media is presented by coupling the circle and square models. It is assumed that some particles in porous media do not overlap and that fluid in porous media is incom... An analysis of tortuosity for streamlines in porous media is presented by coupling the circle and square models. It is assumed that some particles in porous media do not overlap and that fluid in porous media is incompressible. The relationship between tortuosity and porosity is attained with different configurations by using a statistical method. In addition, the tortuosity fractal dimension is expressed as a function of porosity. Those correlations do not include any empirical constant. The percolation threshold and tortuosity fractal dimension threshold of porous media are also presented as: c = 0.32, D T c = 1.07. The predicted correlations of the tortuosity and the porosity agree well with the existing experimental and simulated results. 展开更多
关键词 多孔介质 分形维数 渗流阈值 模型分析 不可压缩 统计方法 经验常数 孔隙率
X射线成像辅助多孔介质内渗流烘干仿真实验 预览 被引量:1
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作者 夏泳 叶慧群 +1 位作者 友生 宋付权 《辽宁工程技术大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2009年第S1期280-282,共3页
为了提高烘干速率,利用X射线成像实验研究气体喷注时液体在多孔介质内的渗流干燥过程。结果表明液体渗透和干燥速度是由粘滞压降、气体渗透的状态及多孔介质的毛细管特性决定的。注入完全饱和的气体时,干燥只会引起气体膨胀。毛细作用... 为了提高烘干速率,利用X射线成像实验研究气体喷注时液体在多孔介质内的渗流干燥过程。结果表明液体渗透和干燥速度是由粘滞压降、气体渗透的状态及多孔介质的毛细管特性决定的。注入完全饱和的气体时,干燥只会引起气体膨胀。毛细作用从高浸透的区域到低浸透的区域,导致更多的一致的曲线形状。注入干燥气体时,干燥器放在进口,扩散器穿过多孔介质。实验结果与一个来自连续性模型的数字结果相比较。这个模型对砂岩有一个好的结果,但相对于石灰石的实验不是很满意。 展开更多
关键词 多孔介质 烘干 注气
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基于Internet格子Boltzmann法研究多组分渗流问题 预览 被引量:1
12
作者 杨传斌 王金凤 +2 位作者 友生 宋付权 吴锋民 《辽宁工程技术大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2009年第S1期290-293,共4页
基于Internet平台的格子Boltzmann方法研究了微孔隙多孔介质管道中两种流体的流动,计算以多孔介质内细长微孔隙流为例,在速度或压力非常小的情况,流体表现出层流状态。计算结果表明:模型是可行的。基于Internet平台的二元流的LBM模型灵... 基于Internet平台的格子Boltzmann方法研究了微孔隙多孔介质管道中两种流体的流动,计算以多孔介质内细长微孔隙流为例,在速度或压力非常小的情况,流体表现出层流状态。计算结果表明:模型是可行的。基于Internet平台的二元流的LBM模型灵活地控制了不同粘性的流体,可以利用扩散系数的大小来控制流体间的扩散强弱。结果还鲜明地体现了流体粒子的自碰撞和相互碰撞特征。 展开更多
关键词 Internet平台 晶格玻尔兹曼方法(LBM) 多组分微渗流
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基于1stOpt的质子交换膜燃料电池模型优化 预览 被引量:2
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作者 王恺尔 叶美盈 友生 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期 698-700,共3页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能受温度。压力等众多外界因素以及本身结构的影响,具有较强的非线性。目前已建立的数学模型存在众多难以确定的参数。将1stOpt中的麦夸特法+通用全局优化法用于PEMFC的极化曲线模型,得到最优参数,... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能受温度。压力等众多外界因素以及本身结构的影响,具有较强的非线性。目前已建立的数学模型存在众多难以确定的参数。将1stOpt中的麦夸特法+通用全局优化法用于PEMFC的极化曲线模型,得到最优参数,避免了使用其他优化方法因为初始值选取不当对模型精确度造成的影响。通过对实验数据和加噪仿真数据的参数优化,结果表明这种方法建立的数学模型和实验数据之间能够达到很高的拟合精度,因而为PEMFC模型参数优化提出了一种高效实用的新方法。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 建模 优化
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Lattice Boltzmann Simulation of the Cross Flow Over a Cantilevered and Longitudinally Vibrating Circular Cylinder
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作者 夏泳 卢德唐 +1 位作者 刘扬 友生 《中国物理快报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2009年第3期155-158,共4页
关键词 格子BOLTZMANN 纵向振动 数值模拟 悬臂式 圆柱 横流 格子玻尔兹曼方法 三维效果
Analysis of thermal conductivity in tree-like branched networks
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作者 寇建龙 陆杭军 +1 位作者 吴锋民 友生 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2009年第4期1553-1559,共7页
Asymmetric tree-like branched networks are explored by geometric algorithms. Based on the network, an analysis of the thermal conductivity is presented. The relationship between effective thermal conductivity and geom... Asymmetric tree-like branched networks are explored by geometric algorithms. Based on the network, an analysis of the thermal conductivity is presented. The relationship between effective thermal conductivity and geometric structures is obtained by using the thermal-electrical analogy technique. In all studied cases, a clear behaviour is observed, where angle (δ, θ) among parent branching extended lines, branches and parameter of the geometric structures have stronger effects on the effective thermal conductivity. When the angle δ is fixed, the optical diameter ratio β is dependent on angle θ. Moreover, γ and m are not related to β . The longer the branch is, the smaller the effective thermal conductivity will be. It is also found that when the angle θ < δ/2, the higher the iteration m is, the lower the thermal conductivity will be and it tends to zero, otherwise, it is bigger than zero. When the diameter ratio β1 < 0.707 and angle δ is bigger, the optimal k of the perfect ratio increases with the increase of the angle δ; when β1 > 0.707, the optimal k decreases. In addition, the effective thermal conductivity is always less than that of single channel material. The present results also show that the effective thermal conductivity of the asymmetric tree-like branched networks does not obey Murray's law. 展开更多
关键词 有效导热系数 网络 树形 几何结构 几何算法 行为观察 分支机构 不对称
培养学生的地图能力 预览 被引量:1
16
作者 友生 《教师》 2009年第9期 82-83,共2页
地图是地理学的语言,无图不成题;无图考图,是地理高考试题中的一大特点,因此培养学生如何获得地图知识和技能,提高学生的地图能力,是地理教师应尽的职责。地图能力的培养,主要是教会学生正确认识地图,熟悉地图,阅读地图和绘制... 地图是地理学的语言,无图不成题;无图考图,是地理高考试题中的一大特点,因此培养学生如何获得地图知识和技能,提高学生的地图能力,是地理教师应尽的职责。地图能力的培养,主要是教会学生正确认识地图,熟悉地图,阅读地图和绘制地图,更主要的是理解和分析地图,并运用地图说明地理问题,使学生理解地图语言。 展开更多
关键词 能力的培养 地图知识 学生 地理学 高考试题 地理教师 语言 阅读
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Sprout Branching of Tumour Capillary Network Growth: Fractal Dimension and Multifractal Structure
17
作者 寇建龙 陆杭军 +1 位作者 吴锋民 友生 《中国物理快报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2008年第5期1746-1749,共4页
一个瘤脉管的网络,作为不规则地随机的生长描绘了,与正常脉管的网络不同。我们系统地分析分叉的依赖。瘤的吻合准时根据很多幅瘤图象,和两个是分数维的尺寸,瘤的多分数维的系列被获得,这被发现。在 cases studied,瘤的分数维的尺... 一个瘤脉管的网络,作为不规则地随机的生长描绘了,与正常脉管的网络不同。我们系统地分析分叉的依赖。瘤的吻合准时根据很多幅瘤图象,和两个是分数维的尺寸,瘤的多分数维的系列被获得,这被发现。在 cases studied,瘤的分数维的尺寸有时间和多分数维的光谱的脉管的网络增加不仅完全升起而且恰好变。另外,最好的药交货阶段根据奇特代表三角洲高山的差别被讨论哈(三角洲高山哈 = 高山哈(最大)- 高山哈(min )) ,它在瘤的生长进程显示出某变化脉管的网络。一个普通位于以前的结果下面原则与我们的分析一起从被获得。 展开更多
关键词 肿瘤 毛细血管 多频光谱 医学器械
我国生物渗流的研究现状和展望 预览 被引量:2
18
作者 宋付权 友生 吴锋民 《浙江师范大学学报:自然科学版》 CAS 2007年第4期 372-376,共5页
生物渗流力学是生物流体力学的分支学科.在回顾微循环研究和应用的基础上,描述了生物脏器多孔介质的证明,以及国内外研究生物多孔介质的理论模型.最后,从组织工程学的角度对生物渗流的发展、应用前景进行了展望.与微循环研究方法... 生物渗流力学是生物流体力学的分支学科.在回顾微循环研究和应用的基础上,描述了生物脏器多孔介质的证明,以及国内外研究生物多孔介质的理论模型.最后,从组织工程学的角度对生物渗流的发展、应用前景进行了展望.与微循环研究方法比较,用渗流力学方法研究生物器官内体液的流动有整体的优势,可以反映器官的整体性状. 展开更多
关键词 生物渗流 多孔介质 生物力学 微循环
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用格子Boltzmann研究多孔介质内的自然对流换热问题 预览 被引量:6
19
作者 严微微 刘阳 友生 《西安石油大学学报:自然科学版》 CAS 2007年第2期 149-152,共4页
用格子Boltzmann方法研究了方腔内二维多孔介质由于不均匀温度分布产生的浮力效应而引起的自然对流传热问题.通过数值模拟得到了多孔介质内流体的流场和温度场.详细讨论了孔隙度对自然对流传热的影响,并对孔隙度变化情况下的自然对... 用格子Boltzmann方法研究了方腔内二维多孔介质由于不均匀温度分布产生的浮力效应而引起的自然对流传热问题.通过数值模拟得到了多孔介质内流体的流场和温度场.详细讨论了孔隙度对自然对流传热的影响,并对孔隙度变化情况下的自然对流传热问题也进行了探讨.研究结果表明,在孔隙度恒定,且Da数比较小(≤10^-6)的情况下,当Ra数较低时,孔隙度对自然对流传热的影响很小,当Ra数足够大时需要考虑孔隙度变化的影响;而在Da数较大(≥10^-2)情况下,孔隙度对自然对流传热的影响非常明显.在孔隙度线性变化情况下,中间孔隙度声。对自然对流传热有一定的影响,且对流与传热随着Фc的增大而变得剧烈. 展开更多
关键词 多孔介质 自然对流传热 格子BOLTZMANN方法 孔隙度
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Post-deposition dynamics of multiple cluster aggregation on liquid surfaces
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作者 吴锋民 友生 +1 位作者 叶高翔 吴自勤 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第9期1873-1878,共6页
关键词 液体表面 沉积现象 仿真模型 动态特性
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