[发明专利]用来分析由船喷出的气泡的方法

权利要求书

1．一种用来分析气泡的分布模式，即已知的孔隙度的分布的方法，在从一船产生的气泡喷出中，通过将从所述船喷出的气泡流近似地作为一种气相的连续流，并把气泡作为在液相的连续流中扩散的扩散微粒。

2．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：利用一根据气泡对所述液相的紊流流动的影响处理气泡的效应的分析公式，计算表明气泡分布模式的所述孔隙度分布。

3．一种如权利要求2所述的方法，其特征在于：根据一平衡方程式1来计算所述孔隙度分布，该平衡方程式1表示在一紊流流动中的静态平衡状态，在由y方向确定的垂直方向上的紊流流量j_t和引起悬浮作用的重力流量j_g之间的静态平衡：

j_t+j_g=0    公式1。

4．一种如权利要求3所述的方法，其特征在于：通过假设气泡的扩散方向与y方向的位置无关来分析所述孔隙度的分布；用下面所示的公式2表示所述紊流流量j_t；用下面所示的公式3表示所述重力流量j_g；用下面所示的公式7表示气相的混合长度；并用一个根据下面所示的公式8导出的基本控制方程来计算所述的孔隙度分布；其中 j 1 = - α 1 l b 2 ( α ∂ 2 u L - ∂ y 2 + ∂ α ∂ y · ∂ u L - ∂ y ) ]]>公式2，j_g=-αq_g    公式3， l b = ρ L ρ G × l mb ]]>公式7，及 α 1 ρ L ρ G ( l mb ) 2 ( α ∂ 2 u L - ∂ y 2 + ∂ α ∂ y · ∂ u L - ∂ y ) + αq g = 0 ]]>公式8这里符号的详细说明如下：

Q        供给空气的流率(l/min)

q_g     气泡的上浮速度(m/s)

2R       通道的高度(m)

T_*     总时标(s)

U_m     通道里内的平均速度(m/s)

U_τ        摩擦速度(m/s)

u,v      平均流速(m/s)

u,v      紊流流速(m/s)

V        气泡的体积(m³)

Y        通过平均最小二次幂得到的气泡位移的y分量(m)

y        离上壁的垂直距离(m)

α             当地孔隙度

α_m    边界层内的平均孔隙度

η_m    一个数字常数

△τ_i  紊流应力减少量(N/m²)

δ             边界层厚度(m)

κ             在紊流区域内的Wall法则常数

κ₁    同上(在带有气泡的液相内)

κ₂    同上(在气相内)

λ_m    表示典型紊流程度的常数

μ             粘度系数(Pa×s)

ν             动力粘度系数(m²/s)

ρ             密度(Kg/m³)

α₁    表示紊流方向的比例系数

B        在紊流区域的Wall法则常数

C_f     当地表面摩擦比

d_b     气泡的直径(m)

g        重力加速度(m/s²)

j_g     由悬浮力引起的气相流量(m/s)

j_t     由紊流引起的气相流量

k₄     比例常数

l_b     气相混合长度(m)

l_m     液相混合长度(m)

l_mb    液相混合长度的变化