真空 ›› 2021, Vol. 58 ›› Issue (1): 38-44.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.09
朱志鹏, 秦彬玮, 张英莉, 岳向吉, 巴德纯
ZHU Zhi-peng, QIN Bin-wei, ZHANG Ying-li, YUE Xiang-ji, BA De-chun
摘要: 建立了一套可对真空度进行调节的实验装置,从大气压开始逐渐降低系统压力,进行系列稀薄气体流动的PIV流场实验。系统压力从101kPa、90kPa逐次降至10kPa,使用所选粒子在不同系统压力下分别进行PIV实验获得测量区域流场分布情况。运用计算流体力学的方法模拟大气压条件下实验区域的内部流动,对比结果发现该种条件下数值模拟结果很好的与PIV实验测得流场结构吻合,从而验证了实验和数值模拟的可靠性和稳定性。通过对PIV实验结果进行分析:克努森数Kn≤0.14实验测量可以获得较好的流场效果;当0.14<Kn≤0.29测量区域流态仍然完整但测得的流场流速偏小;0.29<Kn≤0.86实验测得的速度显著降低且流态不完整。
中图分类号:
[1] 沈青. 稀薄气体动力学[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003. [2] 段俐, 康琦, 申功. PIV技术的粒子图像处理方法[J]. 北京航空航天大学学报, 2000, 26(1): 79-82. [3] 袁寿其, 李亚林, 汤跃, 等. 示踪粒子在离心泵内流场跟随性的影响因素分析[J]. 机械工程学报, 2012, 48(20): 174-181. [4] Yang B, Wang Y, Liu J.PIV measurements of two phase velocity fields in aeolian sediment transport using fluorescent tracer particles[J]. Measurement, 2011, 44(4): 708-716. [5] Reyes V A, Sierra-Espinosa F Z, Moya S L, et al. Flow field obtained by PIV technique for a scaled building-wind tower model in a wind tunnel[J]. Energy & Buildings, 2015, 107: 424-433. [6] Weaver D P, Campbell D H, Muntz E P.Rarefied Gas Dynamics: Theoretical and Computational Techniques[M]//Rarefied gas dynamics: theoretical and computational techniques. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2015. [7] Fan J, Shen C.Statistical simulation of low-speed rarefied gas flows[J]. Journal of Computational Physics, 2001, 167(2): 393-412. [8] Melling A.Tracer particles and seeding for particle image velometry[J]. Measurement Scence & Technology, 1997, 8(12): 1406. [9] Mei R.Velocity fidelity of flow tracer particles[J]. Exper-iments in Fluids, 1996, 22(1): 1-13. [10] Malizia A, Rossi R, Poggi L A, et al.Imaging to study dust resuspension phenomena in case of loss of vacuum accidents inside the pharmaceutical industries[C]//Global Internet of Things Summit. IEEE, 2017: 1-6. [11] Yue X J, Lu Y J, Zhang Y L, et al.Computational flu-id dynamics simulation study of gas flow in dry scroll vacuum pump[J]. Vacuum, 2015, 116: 144-152. [12] Li Z, Li L, Zhao Y, et al.Theoretical and experimental study of dry scroll vacuum pump[J]. Vacuum, 2009, 84(3): 415-421. [13] Mohammadi B, Pironneau O.Analysis of the K-Eps-ilon Turbulence Model[J]. John Wiley, 2009. [14] Menter F R.Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications[J]. Aiaa Journal, 2012, 32(8): 1598-1605. [15] 高飞. ANSYS CFX14.0超级学习手册[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2013. [16] 成传松, 李云清, 王艳华, 等. 喷雾仿真中的网格依赖性[J]. 航空动力学报, 2011, 26(9): 1964-1969. [17] Dobrev I, Massouh F.CFD and PIV investigation of unsteady flow through Savonius wind turbine[J]. Energy Procedia, 2011, 6(6): 711-720. [18] Jones A M, Mejia K M, Ulk C, et al.Comparison of PIV and CFD Measurements of an Advanced Supersonic Research Concept Model[C]//47th AIAA Fluid Dynamics Conference, 2017: 3639. |
[1] | 苏天一, 张志军, 韩晶雪. 应用二维轴对称模型的微波真空干燥数值模拟*[J]. 真空, 2020, 57(4): 60-65. |
[2] | 孔源, 张海鸥, 高建成, 陈曦, 王桂兰. 金属激光熔化沉积过程双时间步长法多尺度物理耦合场的数值模拟*[J]. 真空, 2020, 57(4): 77-84. |
[3] | 赵宇辉, 赵吉宾, 王志国, 王福雨. Inconel 625镍基高温合金激光增材制造内应力控制方式研究*[J]. 真空, 2020, 57(3): 73-79. |
[4] | 邓文宇, 段永利, 齐丽君, 孙宝玉. 单侧涡旋干式真空泵内气体流动的CFD模拟[J]. 真空, 2019, 56(4): 53-58. |
[5] | 李 琳 , 李成明 , 杨功寿 , 胡西多 , 杨少延 , 苏 宁 . 三层热壁金属有机化学气相外延流场计算机模拟[J]. 真空, 2019, 56(1): 34-38. |
[6] | 王晓冬, 吴虹阅, 张光利, 李 赫, 孙 浩, 董敬亮, TU Jiyuan. 计算流体力学在真空技术中的应用[J]. 真空, 2018, 55(6): 45-48. |
|