基于SPHAM方法的流体在多孔介质中流动的数值模拟

1

作者 王科浩 顾声龙 +3 位作者 田丽蓉 吴海涛 李一帆 姚东泽 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期62-67,共6页

为了深入研究流体在多孔介质中的渗流过程,结合SPH和体积平均方法,并引入过渡区界面处理、新的边界条件及密度噪声处理方法;同时,在质量方程和动量方程中使用本征平均的物理量,构建了SPHAM渗流模型。利用该模型模拟了不同孔隙度的多孔... 为了深入研究流体在多孔介质中的渗流过程,结合SPH和体积平均方法,并引入过渡区界面处理、新的边界条件及密度噪声处理方法;同时,在质量方程和动量方程中使用本征平均的物理量,构建了SPHAM渗流模型。利用该模型模拟了不同孔隙度的多孔介质内的流动,包括U型管试验(饱和渗流)和溃坝试验(非饱和渗流),并对多孔介质内流体的水力学特性进行了分析。结果表明,在两种模拟结果中,水面线与试验结果及解析解吻合良好;同时,在不同模拟工况中均保证了体积守恒。 展开更多

关键词 SPH 多孔介质 水动力学特性 体积平均

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吸波外热流模拟装置等效热分析模型

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作者 林博颖 柳晓宁 +6 位作者 秦家勇 李天水 吕剑锋 孙玉玮 毕研强 王晶 郄殿福 《航天器环境工程》 2018年第5期409-413,共5页

吸波材料可用于微波载荷无线功能测试。在微波载荷的真空热试验条件下,容器壁安装由大量四棱锥尖劈阵列而成的吸波结构,其兼具外热流模拟功能。为简化热分析以指导工程优化设计,文章基于体积平均思想,为吸波结构建立等效热分析模型,并... 吸波材料可用于微波载荷无线功能测试。在微波载荷的真空热试验条件下,容器壁安装由大量四棱锥尖劈阵列而成的吸波结构,其兼具外热流模拟功能。为简化热分析以指导工程优化设计,文章基于体积平均思想,为吸波结构建立等效热分析模型,并与真实结构模型的分析结果进行对比,研究吸波装置的瞬态温度变化和外热流模拟精度以及对于复杂结构的温度场控制精度,验证了等效模型的精度与工程实用性。 展开更多

关键词 吸波装置 外热流模拟 体积平均 等效模型 热分析

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基于离散裂缝模型的裂缝性介质等效渗透率求解新方法 被引量：9

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作者 张世明 严侠 +2 位作者 孙红霞 黄朝琴 姚军 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第16期36-40,54,共6页

等效渗透率是裂缝性介质流动数值模拟中的关键参数,基于离散裂缝模型,考虑每条裂缝的空间分布和属性参数对流动的影响,建立了一种计算裂缝性介质等效渗透率的新方法。首先,对裂缝性介质进行粗网格划分,获取每一粗网格中的裂缝信息,采用... 等效渗透率是裂缝性介质流动数值模拟中的关键参数,基于离散裂缝模型,考虑每条裂缝的空间分布和属性参数对流动的影响,建立了一种计算裂缝性介质等效渗透率的新方法。首先,对裂缝性介质进行粗网格划分,获取每一粗网格中的裂缝信息,采用封闭定压边界建立相应的离散裂缝流动数学模型,在此基础上应用Galerkin有限元方法对此模型进行求解;然后基于达西定律和体积平均法求取粗网格的等效渗透率;最后,通过算例研究验证了本文方法的正确性和高效性。 展开更多

关键词 裂缝性介质 等效渗透率 离散裂缝模型 有限元 体积平均法

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基于细观结构的径向轴纱三维五向圆形编织复合材料的刚度预测 被引量：1

4

作者 陈波 张昇雨 +1 位作者 杨兴林 张俊苗 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第2期83-95,共13页

在细观尺度下,根据1种径向轴纱的三维五向圆形编织纱线的空间结构,考虑纱线相互挤压后的截面形状,通过引入圆形单胞的周期性边界条件,建立了包含上、下表面子单胞以及内部单胞的三维五向圆形编织复合材料单胞模型。基于该单胞模型,采用... 在细观尺度下,根据1种径向轴纱的三维五向圆形编织纱线的空间结构,考虑纱线相互挤压后的截面形状,通过引入圆形单胞的周期性边界条件,建立了包含上、下表面子单胞以及内部单胞的三维五向圆形编织复合材料单胞模型。基于该单胞模型,采用刚度体积平均法,建立了三维五向圆形编织复合材料的刚度预测模型,对花节长度分别为0.6、0.7、0.8 mm的三维五向圆形编织复合材料进行刚度预测,并与复合材料力学刚度理论计算方法所得结果进行了对比。结果表明:3种花节的纤维体积分数分别为24.94%、23.33%、22.04%,纤维体积分数、编织角与花节长度呈负相关;单胞模型的弹性模量预测结果分别为16.42、15.63、14.83 GPa,理论计算结果分别为16.96、16.25、15.34 GPa,纵向刚度与花节长度负相关;单胞几何模型考虑了复合材料成型后纱线的相互挤压,使得单胞模型中的纤维体积含量略小于理论计算方法,造成理论计算结果略大于单胞预测结果。研究结果能够有效提高三维五向圆形编织复合材料刚度预测精度,扩展了细观单胞法的应用领域,为今后三维五向圆形编织复合材料的应用提供必要的理论依据。 展开更多

关键词 三维五向编织 圆形编织 三单胞法 刚度体积平均法 复合材料 刚度预测

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三维四向编织复合材料力学性能预测及实验验证 被引量：6

5

作者 许善迎 谭焕成 +1 位作者 关玉璞 刘璐璐 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期132-140,共9页

基于三单胞模型,分别采用刚度平均化理论和数值分析方法对编织角为20°,30°,45°的三维四向编织复合材料的弹性常数及其随编织角变化规律进行预测,并在MTS试验机上开展了静态拉伸实验。结合理论分析、数值仿真与实验测试结... 基于三单胞模型,分别采用刚度平均化理论和数值分析方法对编织角为20°,30°,45°的三维四向编织复合材料的弹性常数及其随编织角变化规律进行预测,并在MTS试验机上开展了静态拉伸实验。结合理论分析、数值仿真与实验测试结果,发现随着编织角的增大,纤维束的刚度在纵向分量减小,而在横向分量增加,因此三维四向编织复合材料纵向刚度逐渐减小,横向刚度和横向剪切刚度逐渐增大。实验结果还发现不同编织角的复合材料纵向拉伸曲线具有较大差异,20°编织角实验件呈现线弹性,30°编织角实验件呈现非线性,45°实验件呈现双线性;而三种编织角的实验件的横向拉伸力学行为基本呈线性。通过与实验件纵横向拉伸实验结果对比,发现刚度平均化方法和数值模拟方法对三维编织复合材料编织方向刚度预测较为准确,但由于忽略了纤维与基体脱胶现象,对横向刚度预测偏差较大。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 单胞模型 力学性能 刚度平均化方法 数值分析

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图像分析法测定PVC树脂颗粒的粒径大小及分布 被引量：2

6

作者 李素真 郑莉 苏旭 《齐鲁石油化工》 2006年第4期440-441,共2页

利用图像分析仪通过对透射光镜图像的处理,同时引入个数平均粒径、体积平均粒径及粒径分布宽度等参数,建立了PVC颗粒粒径大小及分布的表征方法,方法的重复性较好。利用这种方法对不同生产厂家的两个PVC样品的粒径大小及分布进行了比较。

关键词 PVC 个数平均粒径 体积平均粒径 粒径分布宽度

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三维四向编织复合材料的拉伸尺寸效应研究 被引量：3

7

作者 王宝来 王振清 +1 位作者 梁军 方国东 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期53-59,共7页

通过对三维四向碳/环氧编织复合材料的拉伸实验,观测了不同几何尺寸的试件的破坏模式和断口形貌,得到了材料在拉伸载荷下不同的破坏机理以及材料的力学性能与试件几何尺寸的相关性,研究表明材料随着内部单胞数量的增加材料的弹性模量递... 通过对三维四向碳/环氧编织复合材料的拉伸实验,观测了不同几何尺寸的试件的破坏模式和断口形貌,得到了材料在拉伸载荷下不同的破坏机理以及材料的力学性能与试件几何尺寸的相关性,研究表明材料随着内部单胞数量的增加材料的弹性模量递减,而剪切模量和泊松比递增的变化规律,通过体积平均法从理论上预报了材料的弹性性能,预报结果与实验结果相符,实验和理论所获结论为进一步进行材料的刚度和强度预报以及强度准则的建立奠定了必要的实验和理论基础. 展开更多

关键词 三维编织 复合材料 拉伸实验 尺寸效应 体平均法

原文传递

基于细观结构的三维四向复合材料刚度预测模型 被引量：3

8

作者 陈波 温卫东 崔海涛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2721-2728,共8页

考虑纱线截面的变化、相互挤压,建立了三维四向复合材料内部单胞、表面单胞及角胞细观模型。对三种单胞模型施加了相应的周期性边界条件,采用刚度体积平均法,建立了三维四向复合材料刚度预测模型,预测了切边和非切边三维四向碳/碳复合... 考虑纱线截面的变化、相互挤压,建立了三维四向复合材料内部单胞、表面单胞及角胞细观模型。对三种单胞模型施加了相应的周期性边界条件,采用刚度体积平均法,建立了三维四向复合材料刚度预测模型,预测了切边和非切边三维四向碳/碳复合材料纵向弹性模量。结果表明,三单胞预测模型在材料宽度为8、13、16、21mm的预测值时,与试验平均值的误差分别为18.3%、5.8%、4.2%和5%,模型预测精度在材料宽度增加时,预测精度明显提高,当材料宽度大于13mm时,能较好的预测三维四向碳/碳复合材料纵向弹性模量,且三单胞模型的预测精度显著优于内部单胞模型。 展开更多

关键词 三维四向 内部单胞 表面单胞 角胞 刚度体积平均法

原文传递

采用平均温度计算汽轮机转子热应力的二维差分法 被引量：3

9

作者 黄柳燕 荆建平 孟光 《汽轮机技术》 北大核心 2014年第5期332-334,370,共4页

描述了汽轮机转子热应力在线监测系统的一般数学模型。针对二维差分法,对汽轮机转子的某一轴段进行了热应力求解计算。通过与有限元计算结果的对比,深入分析了造成热应力计算结果误差的原因,进而对截面体积平均温度公式进行修正,采用节... 描述了汽轮机转子热应力在线监测系统的一般数学模型。针对二维差分法,对汽轮机转子的某一轴段进行了热应力求解计算。通过与有限元计算结果的对比,深入分析了造成热应力计算结果误差的原因,进而对截面体积平均温度公式进行修正,采用节点平均温度计算体积平均温度,从而使得计算结果在精度上与有限元结果更好地吻合。同时该算法的实时性好,为汽轮机转子热应力在线监测系统的实现提供了理论依据。 展开更多

关键词 汽轮机转子 热应力 二维差分法 节点平均体积温度 有限元计算 在线监测

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三维编织复合材料拉伸弹性性能研究 被引量：2

10

作者 董伟锋 朱晶晶 +2 位作者 唐亦囡 阮见 张方超 《棉纺织技术》 CAS 北大核心 2016年第4期24-27,共4页

研究三维编织复合材料的拉伸弹性能能。总结了三维编织复合材料数学模型的研究现状;通过对三维编织结构的分析,选取周期性的单胞模型,采用体积平均法,对三维编织结构复合材料进行轴向拉伸弹性性能分析,并进行树脂传递模塑复合成型及拉... 研究三维编织复合材料的拉伸弹性能能。总结了三维编织复合材料数学模型的研究现状;通过对三维编织结构的分析,选取周期性的单胞模型,采用体积平均法,对三维编织结构复合材料进行轴向拉伸弹性性能分析,并进行树脂传递模塑复合成型及拉伸力学性能试验。结果表明:拉伸模量理论值和试验值的误差为11.2%,泊松比理论值和试验值误差为5.27%。认为:单胞模型合理有效;如果结合切片观测,则可以进一步完善细观模型,并进行材料的损伤机理研究。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 单胞模型 体积平均法 力学试验 树脂传递模塑

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塔木素黏土岩矿物成分与弹性模量相关性研究 被引量：2

11

作者 王瑜 梁海安 +3 位作者 胡清波 陈海康 万超 谢哲 《重庆建筑》 2018年第3期18-21,共4页

该文研究了塔木素地区黏土岩矿物成分与弹性模量的关系。通过岩矿鉴定得到矿物成分,根据空间平均模型估算弹性模量的理论值,通过单轴和三轴实验数据计算实验值。研究表明:塔木素地区黏土岩的矿物成分中泥质和白云石含量最多。随着石英... 该文研究了塔木素地区黏土岩矿物成分与弹性模量的关系。通过岩矿鉴定得到矿物成分,根据空间平均模型估算弹性模量的理论值,通过单轴和三轴实验数据计算实验值。研究表明:塔木素地区黏土岩的矿物成分中泥质和白云石含量最多。随着石英和白云石含量增加,弹性模量总体呈上升趋势。而随着泥质含量增加,弹性模量总体呈下降趋势。此外,塔木素地区深层黏土岩的弹性模量实验值与理论值相符。 展开更多

关键词 矿物成分 弹性模量 黏土岩 空间平均模型 地质处置库

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超临界CO_2抗溶剂法制备头孢呋辛酯微粒的工艺研究 被引量：2

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作者 周敦晖 乐龙 +3 位作者 王志祥 党蓓蕾 颜庭轩 黄德春 《中国药科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期596-599,共4页

采用超临界CO2抗溶剂法制备头孢呋辛酯微粒,以体积平均粒径为主要评价指标,在单因素实验的基础上设计正交试验优选制备头孢呋辛酯微粒的工艺,并对优选工艺组合进行粒度分布、扫描电镜、红外吸收光谱法(IR)及差示扫描热量法(DSC)的表征... 采用超临界CO2抗溶剂法制备头孢呋辛酯微粒,以体积平均粒径为主要评价指标,在单因素实验的基础上设计正交试验优选制备头孢呋辛酯微粒的工艺,并对优选工艺组合进行粒度分布、扫描电镜、红外吸收光谱法(IR)及差示扫描热量法(DSC)的表征。正交试验得到的优选工艺为:结晶压力10 MPa,结晶温度50℃,头孢呋辛酯质量浓度6 mg/mL。在此工艺下制得的微粒体积平均粒径为6.729μm,IR与DSC分析表明头孢呋辛酯微粒的化学结构没有发生变化,热力学性质发生了变化,经过处理的头孢呋辛酯变为无定型。 展开更多

关键词 超临界CO2抗溶剂法 头孢呋辛酯 微粒 体积平均粒径

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超临界CO_2抗溶剂法制备芹菜素微粒的工艺研究 被引量：2

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作者 薛淼 颜庭轩 +2 位作者 王志祥 黄德春 王为彦 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1551-1555,共5页

目的采用超临界CO2抗溶剂法制备芹菜素微粒,以微粒的平均粒径为评价指标,在单因素试验的基础上设计正交试验优选芹菜素微粒的制备工艺,并考察其体外溶出速率。方法对微粒进行粒度分布、扫描电镜(SEM)分析、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)检... 目的采用超临界CO2抗溶剂法制备芹菜素微粒,以微粒的平均粒径为评价指标,在单因素试验的基础上设计正交试验优选芹菜素微粒的制备工艺,并考察其体外溶出速率。方法对微粒进行粒度分布、扫描电镜(SEM)分析、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)检测及差示扫描量热(DSC)法以验证优选的最佳工艺;进行芹菜素原料与芹菜素优选工艺微粒的体外溶出测试。结果正交试验得出的优选工艺条件:丙酮及二甲基亚砜共溶剂比例为24∶1,结晶温度40℃,结晶压力10 MPa,溶液体积流量2.0 mL/min,芹菜素质量浓度8 mg/mL;在此条件下可制备得到粒径明显小于芹菜素原料的芹菜素微粒,SEM显示芹菜素微粒呈不规则状;FTIR与DSC观察结果表明芹菜素微粒未发生化学结构的改变;体外溶出测试显示芹菜素优选工艺微粒的溶出速率明显高于原料药的溶出速率。结论超临界CO2抗溶剂法可用于制备芹菜素微粒,且可推测经处理后的芹菜素生物利用度提高,为制备超细微粒提供参考。 展开更多

关键词 超临界抗溶剂法 芹菜素 微粒 体积平均粒径 共溶剂 溶出速率 生物利用度 正交试验

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体积平均法在凝固传输过程模拟中的应用 被引量：1

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作者 刘成明 王锦程 李俊杰 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期855-860,864,共7页

凝固传输过程直接影响到铸锭最终的组织与性能。体积平均法作为一种模型建立方法能够将凝固传输过程中微观与宏观尺度上的现象联系起来,实现宏微观的双向耦合。近年来,体积平均法思想已广泛应用于凝固传输过程的模拟中,极大促进了凝固... 凝固传输过程直接影响到铸锭最终的组织与性能。体积平均法作为一种模型建立方法能够将凝固传输过程中微观与宏观尺度上的现象联系起来,实现宏微观的双向耦合。近年来,体积平均法思想已广泛应用于凝固传输过程的模拟中,极大促进了凝固过程多尺度耦合模拟的研究。本文简要评述了凝固传输过程模拟中体积平均法的提出、主要思想、体积平均法模型的发展及应用情况,并指出了该研究领域存在的主要问题及未来发展方向。 展开更多

关键词 体积平均法 凝固传输过程 数值模拟 多尺度耦合

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粮食通风系统的数学描述 被引量：1

15

作者 张聚元 《郑州粮食学院学报》 1997年第2期59-68,共10页

运用热量与质量传递理论、力学定律和体积平均原理，通过深入、系统地研究，得出了粮食通风系统数学描述的热量和质量传递的连续方程，从而把通风储粮技术提到系统化、理论化和科学化的高度。

关键词 粮食 通风系统 热量 质量传递 数据描述 储粮

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流体力学两种格式能量守恒比较

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作者 曹雄 晋长秋 于明 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期69-73,共5页

Lagrange系统下的非定常流体力学数值方法中,使用非守恒型能量方程获得的总能量(内能与动能之和)的误差大小是鉴别一种格式好坏的重要标志之一.讨论在柱坐标系下两种有限元方法的离散格式及其能量守恒性.一种是采用由因子r-1来加权插值... Lagrange系统下的非定常流体力学数值方法中,使用非守恒型能量方程获得的总能量(内能与动能之和)的误差大小是鉴别一种格式好坏的重要标志之一.讨论在柱坐标系下两种有限元方法的离散格式及其能量守恒性.一种是采用由因子r-1来加权插值基函数的Galerkin有限元方法,即面平均格式;另一种是直接加权插值基函数的Galerkin有限元方法,即体平均格式.误差分析表明体平均格式具有较小的能量守恒误差,数值计算结果也显示出体平均格式能量守恒误差比面平均格式明显小. 展开更多

关键词 流体力学 LAGRANGE系统 非定常流 能量守恒 面平均格式 有限元方法

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无风管自净型储药柜气流组织模拟及优化

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作者 张蔚林 吴利瑞 +1 位作者 刘东 刘远卓 《建筑热能通风空调》 2019年第8期94-98,共5页

通过数值模拟法,研究了传统无风管自净型储药柜的柜内气流组织对柜内体积平均浓度、通风效率、截面平均浓度的影响,进而提出一种优化气流组织形式,运用正交实验设计,研究了该新型气流组织在不同通风量、风道宽度、送风口形式下对柜内污... 通过数值模拟法,研究了传统无风管自净型储药柜的柜内气流组织对柜内体积平均浓度、通风效率、截面平均浓度的影响,进而提出一种优化气流组织形式,运用正交实验设计,研究了该新型气流组织在不同通风量、风道宽度、送风口形式下对柜内污染物的控制效果。优化后的气流组织形式比原气流组织有更好的控污能力。 展开更多

关键词 无风管自净型储药柜 气流组织 数值模拟 体积平均浓度 通风效率

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基于双流体模型的流化床模拟 被引量：11

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作者 洪若瑜 李洪钟 +1 位作者 程懋圩 张济宇 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期349-356,共8页

从单相流体力学中描述气体流动的Navier-Stokes方程和单颗粒运动的Newton方程出发,使用比较严格的体积平均法推导出描述气固两相宏观流动的模型方程组并设法确定了模型参数,把该方程组加以简化,能得到Gidaspow、Blake和Davidson等人的... 从单相流体力学中描述气体流动的Navier-Stokes方程和单颗粒运动的Newton方程出发,使用比较严格的体积平均法推导出描述气固两相宏观流动的模型方程组并设法确定了模型参数,把该方程组加以简化,能得到Gidaspow、Blake和Davidson等人的模型方程,初步证明了模型的正确性,求解使用了经本文改进的基于控制容积有限差分的IPSA方法,编制了通用程序,模拟了二维射流流化床中浓密气固两相的流动,并计算出射流的穿透深度。 展开更多

关键词 流化床 双流体模型 多相流体力学 流态化

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多孔介质中流体流动的细观-宏观模拟 被引量：2

19

作者 章根德 刘曰武 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第z1期1006-1013,共8页

阐述了如何用体积平均化方法推导具有非线性吸附效应的多孔介质中的 Forchhermer方程和对流 -扩散方程。这两个方程对分析多孔介质中质量输运有着极大的应用价值。在分析 Navier- Stokes方程中 ,我们发现非滑移条件在平均化过程中并不... 阐述了如何用体积平均化方法推导具有非线性吸附效应的多孔介质中的 Forchhermer方程和对流 -扩散方程。这两个方程对分析多孔介质中质量输运有着极大的应用价值。在分析 Navier- Stokes方程中 ,我们发现非滑移条件在平均化过程中并不扮演重要的角色 ,而吸附边界条件对体积平均化输运方程作出了重要贡献。所以 ,在推导多相输运方程时对平均化方法和边界条件的处理必须非常小心。 展开更多

关键词 多孔介质 多相流 体积平均化

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四种探测器测量射波刀离轴比曲线的比较分析 被引量：3

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作者 张喜乐 杨瑞杰 +4 位作者 李君 李孟昭 刘路 潘羽晞 王俊杰 《中华放射医学与防护杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期671-676,共6页

目的 比较分析不同探测器测量射波刀离轴比曲线，为正确选择和应用探测器提供参考。方法 应用PTW-60017、PTW-60018、PTW-60019和IBA-SFD 4种探测器分别平行和垂直于射束中心轴方向测量射波刀不同孔径准直器、不同深度的离轴比曲线，分... 目的 比较分析不同探测器测量射波刀离轴比曲线，为正确选择和应用探测器提供参考。方法 应用PTW-60017、PTW-60018、PTW-60019和IBA-SFD 4种探测器分别平行和垂直于射束中心轴方向测量射波刀不同孔径准直器、不同深度的离轴比曲线，分析不同探测器测量的离轴比曲线差异及探测器固定方式对测量结果的影响。结果 探测器平行于射束中心轴方向时，4种探测器测得的半高宽（full width at half maximum，FWHM）均比实际射野偏大，最大偏差为1.9 mm，偏差随测量深度增加而增大。4种探测器测得的FWHM之间最大偏差为0.2 mm。4种探测器测得的半影最大偏差为0.3 mm，IBA-SFD测得半影最小，PTW-60019最大。测得的半影均随准直器孔径和深度增加而增大。准直器孔径大于30 mm时，IBA-SFD在射野外存在过响应现象。探测器垂直于射束中心轴方向时，PTW-60017、PTW-60018、PTW-60019测得的FWHM和半影比探测器平行于射束中心轴方向时小，准直器孔径5 mm时尤为明显。而IBA-SFD测得的结果相反。随着准直器孔径增加，4种探测器测得的左右半影间差异增加，杆效应明显。结论 4种探测器测量的射波刀离轴比曲线相近，但应用时需考虑各自特点，并注意探测器固定方式和杆效应的影响。 展开更多

关键词 射波刀 离轴比曲线 体积平均效应 探测器固定方式 杆效应

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