横荡条件下气泡行为特性的实验研究
发布时间：2021-02-07 18:46
核能、船舶领域存在大量气泡行为,研究气泡行为对于掌握相关设备的流动、换热特性十分重要,而海洋条件下,由于受到附加惯性力等因素的影响,气泡行为与静止条件下不同,对海洋条件下气泡行为进行研究很有必要。本文针对横荡条件下有机玻璃水箱中单列、双列气泡的行为进行了实验研究。设计、加工了横荡实验台,采用高速摄像机记录下气泡在水箱中的运动状态,实验中,以去离子水和空气为介质;对于部分工况,利用PIV（Particle Image Velocimetry）手段进行了实验。利用专业的图像处理软件IPP（Image-Pro Plus）提取气泡参数,得到气泡的速度值和轨迹曲线,利用公开的Matlab程序对PIV结果进行后处理,得到流场中的速度分布和涡量分布。对比不同气流量、不同运动条件以及单双列条件下气泡的速度和轨迹特性,结合傅里叶变换和相关系数,对实验结果进行了分析,结论表明:静止和横荡工况下,双列气泡间的相互作用对气泡竖直速度影响很小;横荡工况下,受液面波动引起的流场冲击的影响,单列、双列气泡的竖直速度都被抑制。静止工况下,双列气泡间的相互作用较明显,对水平速度有较大影响,而在横荡工况下,双列气泡间的相...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究进展
1.2.1 气泡行为的研究现状
1.2.2 晃荡现象的研究现状
1.2.3 研究现状总结
1.3 本论文主要内容
第2章 实验装置和实验技术
2.1 实验装置
2.2 PIV技术
2.3 实验工况
2.4 小结
第3章 实验数据处理及误差分析
3.1 气泡参数提取
3.2 PIV图像处理
3.2.1 图像的标定
3.2.2 粒子的匹配
3.2.3 速度的确定
3.3 误差分析
3.4 本章小结
第4章 单列气泡实验研究
4.1 晃荡对单列气泡速度的影响
4.1.1 单列气泡竖直速度比较
4.1.2 单列气泡水平速度比较
4.2 晃荡对单列气泡轨迹的影响
4.3 单列气泡附近流场分析
4.4 本章小结
第5章 双列气泡实验研究
5.1 晃荡对双列气泡速度的影响
5.1.1 双列气泡竖直速度比较
5.1.2 双列气泡水平速度比较
5.2 晃荡对双列气泡轨迹的影响
5.3 双列气泡附近流场分析
5.4 双列气泡中的自组织与他组织
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]晃荡对气泡上升运动影响的数值研究[J]. 宋禹林,谭思超,付学宽. 核动力工程. 2014(S1)
[2]震动加速度作用下气泡行为数值模拟研究[J]. 曾庆允,蔡杰进,钟明煌. 热力发电. 2013(12)
[3]周期性力场作用下气泡径向附加力分析[J]. 闫超星,阎昌琪,孙立成. 原子能科学技术. 2013(12)
[4]震动条件下水中气泡上升过程试验研究[J]. 蔡杰进,钟明煌,曾细香,王可,林永成,渡边正. 热力发电. 2013(10)
[5]基于OpenFOAM的气泡上升特性数值模拟[J]. 蔡杰进,曾庆允,渡边正. 热力发电. 2013(09)
[6]液舱内三维液体非线性晃荡的数值模拟[J]. 端木玉,朱仁庆. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]重力对单气泡生长特性的影响[J]. 杨燕,潘良明,魏敬华. 空间科学学报. 2012(03)
[8]气泡与自由液面相互作用的实验研究[J]. 张阿漫,王超,王诗平,程晓达. 物理学报. 2012(08)
[9]液舱内不同结构形式对晃荡的影响分析[J]. 朱小松,滕斌,吕林,宁德志,程亮. 水道港口. 2011(04)
[10]附加惯性力对气泡破裂的影响[J]. 潘良明,张文志,陈德奇,许建辉,徐建军,黄彦平. 核动力工程. 2011(04)
博士论文
[1]水中结构物附近爆炸气泡运动特性研究[D]. 王诗平.哈尔滨工程大学 2011
[2]水中气泡图像处理方法及运动特性研究[D]. 王红一.天津大学 2011
[3]气泡行为的数值研究[D]. 王含.复旦大学 2010
[4]气泡动力学特性的三维数值模拟研究[D]. 张淑君.河海大学 2006
[5]液体晃荡及其与结构的相互作用[D]. 朱仁庆.中国船舶科学研究中心 2002
硕士论文
[1]气液两相流中气泡特征参数三维测量方法研究[D]. 孟欣东.天津大学 2010
[2]水下气泡场数字全息图的再现方法研究[D]. 王添.中国海洋大学 2010
[3]载液船舱流体晃荡时域模拟研究[D]. 何钊.上海交通大学 2010
[4]波浪载荷作用下海洋储油平台液体晃荡仿真模拟[D]. 胡建祥.大连理工大学 2009
[5]流体二维图像测速技术的研究[D]. 崔恒.大连理工大学 2006
[6]水平槽道内湍流两相流的PIV测量[D]. 郭福水.华中科技大学 2004
本文编号：3022661
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究进展
1.2.1 气泡行为的研究现状
1.2.2 晃荡现象的研究现状
1.2.3 研究现状总结
1.3 本论文主要内容
第2章 实验装置和实验技术
2.1 实验装置
2.2 PIV技术
2.3 实验工况
2.4 小结
第3章 实验数据处理及误差分析
3.1 气泡参数提取
3.2 PIV图像处理
3.2.1 图像的标定
3.2.2 粒子的匹配
3.2.3 速度的确定
3.3 误差分析
3.4 本章小结
第4章 单列气泡实验研究
4.1 晃荡对单列气泡速度的影响
4.1.1 单列气泡竖直速度比较
4.1.2 单列气泡水平速度比较
4.2 晃荡对单列气泡轨迹的影响
4.3 单列气泡附近流场分析
4.4 本章小结
第5章 双列气泡实验研究
5.1 晃荡对双列气泡速度的影响
5.1.1 双列气泡竖直速度比较
5.1.2 双列气泡水平速度比较
5.2 晃荡对双列气泡轨迹的影响
5.3 双列气泡附近流场分析
5.4 双列气泡中的自组织与他组织
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]晃荡对气泡上升运动影响的数值研究[J]. 宋禹林,谭思超,付学宽. 核动力工程. 2014(S1)
[2]震动加速度作用下气泡行为数值模拟研究[J]. 曾庆允,蔡杰进,钟明煌. 热力发电. 2013(12)
[3]周期性力场作用下气泡径向附加力分析[J]. 闫超星,阎昌琪,孙立成. 原子能科学技术. 2013(12)
[4]震动条件下水中气泡上升过程试验研究[J]. 蔡杰进,钟明煌,曾细香,王可,林永成,渡边正. 热力发电. 2013(10)
[5]基于OpenFOAM的气泡上升特性数值模拟[J]. 蔡杰进,曾庆允,渡边正. 热力发电. 2013(09)
[6]液舱内三维液体非线性晃荡的数值模拟[J]. 端木玉,朱仁庆. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]重力对单气泡生长特性的影响[J]. 杨燕,潘良明,魏敬华. 空间科学学报. 2012(03)
[8]气泡与自由液面相互作用的实验研究[J]. 张阿漫,王超,王诗平,程晓达. 物理学报. 2012(08)
[9]液舱内不同结构形式对晃荡的影响分析[J]. 朱小松,滕斌,吕林,宁德志,程亮. 水道港口. 2011(04)
[10]附加惯性力对气泡破裂的影响[J]. 潘良明,张文志,陈德奇,许建辉,徐建军,黄彦平. 核动力工程. 2011(04)
博士论文
[1]水中结构物附近爆炸气泡运动特性研究[D]. 王诗平.哈尔滨工程大学 2011
[2]水中气泡图像处理方法及运动特性研究[D]. 王红一.天津大学 2011
[3]气泡行为的数值研究[D]. 王含.复旦大学 2010
[4]气泡动力学特性的三维数值模拟研究[D]. 张淑君.河海大学 2006
[5]液体晃荡及其与结构的相互作用[D]. 朱仁庆.中国船舶科学研究中心 2002
硕士论文
[1]气液两相流中气泡特征参数三维测量方法研究[D]. 孟欣东.天津大学 2010
[2]水下气泡场数字全息图的再现方法研究[D]. 王添.中国海洋大学 2010
[3]载液船舱流体晃荡时域模拟研究[D]. 何钊.上海交通大学 2010
[4]波浪载荷作用下海洋储油平台液体晃荡仿真模拟[D]. 胡建祥.大连理工大学 2009
[5]流体二维图像测速技术的研究[D]. 崔恒.大连理工大学 2006
[6]水平槽道内湍流两相流的PIV测量[D]. 郭福水.华中科技大学 2004
本文编号：3022661
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3022661.html
