基于FLUENT的长短叶片水轮机数值仿真

为研究长短叶片水轮机内部流动情况及转轮副叶片对水轮机工作运行的影响,建立水轮机模型,使用ICEM软件对各部件流道进行网格划分。采用软件FLUENT、Realizable k-ε 模型和SIMPLEC算法进行数值仿真计算,得到水轮机流道内的速度分布及尾水涡带云图;在活动导叶与转轮之间的无叶区以及尾水管直锥段设立监测点,监测压力脉动变化情况。对比分析不同转轮的水轮机工作状况,发现采用带副叶片转轮的水轮机性能优于无副叶片转轮的水轮机。     

基于浸入边界-格子波尔兹曼通量求解法的并列双圆柱流动特性数值研究（英文）

目的:本文旨在应用新型数值求解方法,即浸入边界-格子波尔兹曼通量求解法,研究并列双圆柱流动特性,并探索该数值方法在工程应用中的可行性。创新点:1.将浸入边界法与格子波尔兹曼求解法相结合,简单并高效地实现在非均匀直角网格下求解不可压流动以及动边界问题;2.应用浸入边界-格子波尔兹曼求解法研究并列双圆柱流场特性。方法:1.通过理论推导,建立状态变量和通量与格子波尔兹曼方程中粒子密度分布函数之间的关系(公式(8)~(10));2.采用强制浸入边界法处理流固界面使固壁表面满足无滑移边界条件,实现在笛卡尔网格下求解运动边界问题;3.通过数值模拟,探讨雷诺数和圆柱间距对静止双圆柱受力及流场尾流特性的影响以及雷诺数、间距和旋转速度对旋转并列双圆柱受力及尾流特性的影响规律。结论:1.浸入边界-格子波尔兹曼求解法可以简单实现采用非贴体网格求解不可压流动及动边界问题。2.对于并列静止双圆柱,随着间距的增加,双圆柱尾流场的相互作用逐渐消失,尾迹由无规则性转变为规则的同相位流动或反向流动;雷诺数影响圆柱受力系数。3.对于并列旋转双圆柱,雷诺数对旋转圆柱受力影响较弱;旋转速度可以抑制单圆柱尾流场的非定常效应;随着圆柱间距的增加,双圆柱后方形成固定的相位关系以及同一频率的脱落涡。     

某直升机橡胶减震器动刚度特性试验

以某橡胶减震器为研究对象,ASTM_5992_R2006为依据,采用Bose ElectroForce 3330振动台分别将橡胶减震器的振动频率、振幅、预载荷3个水平因素作为可变参数,进行循环振动试验,并用DMA模块记录力-位移信号获得约3万个数据。利用傅里叶变换对试验数据进行处理,获得了振动频率、激励振幅、预载荷与橡胶减震器动刚度的主要关系。结果表明,不同的预载荷情况下的动刚度曲线成近似的平行关系。预载荷越大,橡胶减震器承载能力越强,动刚度越大。动刚度随频率增大先增大后减小,0~30 Hz,动刚度随频率的增大而增大,增大幅度达到30%;35~50 Hz,动刚度变化相对较小。动刚度值的整体幅度随激励振幅增大而减小。通过对减振器的试验,更加具体地了解了动刚度的影响因素,为橡胶减震器的国产化提供了设计及检验的参考依据。     

应力、强度分别服从伽玛分布和指数分布的干涉模型可靠度的Bayes分析

在应力-强度干涉模型中,当应力服从伽玛分布,强度服从指数分布情况下讨论了给定验前分布情况下可靠度的Bayes估计,并给出了数值例子.通过分析表明,Bayes模拟结果较好.     

一维量子线中量子比特的性质

本文通过精确求解一维有限长量子线中电子的能量本征方程,得到其能量本征值和本征波函数,利用基态和与之宇称相同的最低激发态构造了一个量子比特,研究了低能态性质和量子比特的性质.理论推导与数值计算表明:电子能量随量子线长度的增大而减小;量子比特的振荡周期(或频率)随量子线长度的增大而减小(或增大);量子比特内电子的概率密度随时间和空间变化,给定时刻各空间点的概率密度随位置的变化而变化;且各空间点的概率均随时间做周期性振荡.     

基于改进TOPSIS法的脉冲电沉积Ni-W-P镀层工艺优化

以占空比、脉冲频率、电流密度、镀液温度为优化工艺参数,以镀层表面硬度、结合强度、磨损量、腐蚀速率为综合优化工艺目标,运用改进的TOPSIS法对脉冲电沉积Ni-P-W合金工艺参数进行优化。优化结果为：占空比30%、脉冲频率250 Hz、电流密8 A/dm²、镀液温度60℃。采用优化工艺参数进行脉冲电沉积Ni-P-W合金与最优试验设计组相比,表面硬度提高了8.14%,结合强度提高了5.32%,磨损量减小了4.26%,腐蚀速率减小了6.25%。     

压电石英晶体阻抗技术研究牛血清白蛋白与Hg(Ⅱ)结合作用

利用石英晶体阻抗技术实时检测了牛血清白蛋白(BSA)与重金属离子的相互作用,等效电路参数的变化与BSA-Hg(Ⅱ)复合物在晶体表面的吸附过程直接相关.吸附过程中动态电阻引起的频率变化约为-30.7Hz/Ω,表明谐振频率的下降主要是由于电极表面质量负载的增加.复合物在电极表面的吸附有两种不同的动力学过程.本文还研究了pH值和离子强度对BSA和Hg(Ⅱ)相互作用的影响.     

活塞式阀芯不平衡力矩的参数化分析（英文）

目的:活塞式阀芯底面受到的不平衡力矩,不仅会让阀芯有倾覆的趋势,甚至会造成阀杆和阀芯变形卡滞,最终导致阀门内漏。本文提出了活塞式截止阀的简化模型,基于计算流体力学方法,探究了入口流道弯曲半径、异形管直径和阀芯高度等特征结构参数对阀芯底面不平衡力矩的影响机制,为活塞式阀门结构的进一步优化提供了依据。创新点:1.建立了活塞式截止阀的简化模型,研究简化模型特征结构参数对活塞式阀芯底面不平衡力矩的影响;2.对简化活塞式截止阀在不同入口流道弯曲半径、异形管直径和阀芯高度下进行流动及阀芯受力分析。方法:1.建立具有不同入口流道弯曲半径的简化活塞式截止阀的数值计算模型,并比较分析入口流道弯曲半径对阀内速度以及阀芯受力情况的影响(图7～9);2.建立具有不同异形管直径的简化活塞式截止阀的数值计算模型,并比较分析异形管直径对阀内压力以及阀芯受力情况的影响(图10～12);3.建立具有不同阀芯高度的简化活塞式截止阀的数值计算模型,并比较分析阀芯高度对阀芯受力情况的影响(图13),总结得出阀芯受到的合力矩与阀门流量之间的关系(图14)。结论:1.随着入口流道弯曲半径的增大,阀芯底面受到的不平衡力矩逐渐减小;在实际应用中,可以通过适当增大阀门入口流道弯曲半径来减小不平衡力矩。2.随着异形管直径的增大,阀芯底部的不平衡力矩略有增大;在阀门的设计中,可以忽略异型管直径对不平衡力矩的影响。3.阀芯高度增大,出口流量随之增大,加剧了阀芯底面力矩分布不平衡的现象。     

组合压气机中尾迹与势流同频/异频干涉的叠加特性

为揭示多级压气机中上下游叶轮对中间叶片叠加气动影响特性,阐述不同叠加干涉情况下下游叶轮进气角度变化,采用数值方法模拟了一级轴流和一级离心组成的组合压气机非定常流场。详细讨论了上游动叶尾迹和下游动叶势流对中间导流叶栅段气流非定常流动的异频和同频叠加干涉特性,依据计算结果,直观地展示了静叶通道中两种干涉间相互激励和抑制作用的位置和时间,与数学公式的推导结果相互印证。研究结果表明:当上下游动叶对中间静叶段异频干涉时,干涉的激励、抑制区域的轴向位置随时间发生变化;当上下游动叶对中间静叶干涉频率相同时,干涉的相互激励、抑制区域的轴向位置不随时间发生变化,但干涉的激励、抑制区域的轴向位置受时序位置影响。另外,上游动叶尾迹与下游离心叶轮势流的不同叠加情况,决定着下游离心叶轮进口相对气流角的大小及波动幅值。      

介质阻挡放电等离子体射流制备碳纳米颗粒

氩气介质阻挡放电等离子体射流在常温常压下可以产生大量高能电子等活性粒子,本文利用它分解乙醇溶液制备碳纳米颗粒。该射流是由一台30 kV、50 kHz高压交流电源激励。相对于传统方法,该系统不需要高温或真空环境,也不需要使用催化剂,常温常压即可进行。采用扫描电镜和EDX对产物进行表征,发现颗粒粒径大小是由放电参数决定的,对高压丝状放电模式,平均粒径约100-300 nm;对低压丝状放电模式,减小到50-90 nm;对高压类辉光模式,继续减小到8-10 nm;对低压类辉光模式,进一步减小到2-5 nm,可以形成均匀的薄膜。     

引射对航空发动机MILD燃烧稳定性的影响

为了研究空气引射对航空发动机MILD燃烧稳定性和燃烧特性的影响,用安装在空气扩压器壁面上的引射环缝开关,控制空气喷嘴的引射状态,数值计算并对比分析其对MILD燃烧方式和燃烧性能的影响。结果表明,无空气引射时,燃烧火焰较长,波动较大;加入适量引射空气,火焰缩短,稳定性提高并向喷嘴位置靠近。空气引射能一定程度上抑制高速空气射流带来的燃烧不稳定问题,为航空发动机应用MILD燃烧技术提供参考。     

脉冲磁场对黄粉虫的生理影响

用不同频率的脉冲磁场处理各个虫态的黄粉虫,发现成虫受脉冲磁场的影响较大.在50-120mT强度的稳定磁场和50Hz频率的脉冲磁场共同作用下,成虫的存活率显著下降,雌虫的产卵期缩短了10天,雌虫的产卵量显著下降.     

空气引射对燃烧室燃烧特性的影响

为了研究空气引射对航空发动机MILD燃烧特性的影响,用安装在空气扩压器壁面上的引射环缝开关,控制空气喷嘴的引射状态,研究不同燃油当量比下,空气射流速度对引射和无引射时燃烧特性和污染物排放的影响机制。结果表明,新型燃烧室的各项燃烧性能优良、NO_x排放远低于常规燃烧室,对低污染燃烧室设计有工程应用价值。     

三种蟋蟀鸣声特征的比较

录制分析了陕西省三种常见蟋蟀的雄性鸣声特征.结果表明:贝氏斗蟋鸣声中一个音节所含脉冲数不等,多为8或9个,音节持续时间较长(约203 ms),主峰频率为4472Hz;长鄂斗蟋鸣声中一个音节所含脉冲数多为8个,主峰频率为4162 Hz;多伊棺头蟋鸣声的时域波形较为规则,每个音节皆由2个脉冲组成,音节持续时间较短(约32 ms),主峰频率为4810 Hz。两种斗蟋的鸣声表现出一定的相似性和不同之处,而与多伊棺头蟋鸣声的差别较明显。鸣声之间的差异可以作为种类鉴别的依据。     

一维二元非金属型声子晶体禁带特性研究

选用非金属材料塑料和硅橡胶,组合成一维二元声子晶体匀直杆状结构。通过单一改变结构中非金属材料塑料的密度或者硅橡胶的密度,寻找单一材料密度变化与声子晶体杆禁带特性的关系。结果表明:当选取塑料密度为1190kg·m-3、硅橡胶密度为1300kg·m-3,晶格常数为0.3m,两种材料组份比相同时,一维二元非金属塑料/硅橡胶声子晶体存在低频禁带带隙,第1禁带起始频率为43.07Hz、禁带带宽为33.09Hz,第2禁带起始频率为99.84Hz,第2禁带带宽为52.49Hz;当单一改变塑料的密度,随着密度由小到大线性增加,结构第1带隙的起始频率由66.58Hz逐步减小到34.04Hz;第1带隙的截止频率为76.17Hz,保持不变,带隙宽度展宽;当单一改变材料硅橡胶的密度时,随着材料硅橡胶的密度由小到大线性增加,第1带隙的带宽由109.894HZ减小为18.3748Hz。对于一维二元非金属型声子晶体,选用密度更小的非金属材料与密度更大的非金属材料组合,更容易获得低频宽带带隙。另外,基于密度变化的同时还可以通过改变结构晶格常数的取值来获得更为理想的声子晶体禁带带隙。     

外电场作用下SiC分子的结构与光谱

以6-311++G(d,p)为基函数,采用密度泛函理论的B3LYP方法研究了不同外电场(-0.03a.u.～0.03a.u.)作用下对SiC分子的几何结构、HOMO能级、LUMO能级、能隙、振动频率及红外光谱强度的影响.结果表明:随着正向电场F 的逐渐增大,核间距Re 先减小,在F=0.02a.u.时,核间距Re 取得最小,其值为0.1712 nm, 此后随着电场F 继续增大,核间距Re 逐渐增大;分子总能量逐渐升高,并且增大的幅度呈减小的趋势,在F=0.01a.u. 时,能量取得最大值,其后继续增大外电场,能量则又开始减少;EH 、EL和能隙Eg 始终处于减小趋势.随着正向电场的逐渐增大,振动频率逐渐逐渐减小,且减小的幅度呈增大的趋势.外电场对SiC分子的激发能、振子强度及红外振动光谱的位置和强度均有较大影响.     

不同边界条件下交叉三角形波纹流道传热与流动的数据处理

为准确量化交叉三角形波纹流道的强化传热性能,除了需要进行数值模拟,还需要对所获得的数据进行正确计算处理.针对两种构造不同的交叉三角形波纹流道A和流道B,在模拟时选取不同的壁面给热条件,将恒热流密度壁面与等效恒温壁面的数值模拟结果进行了对比,并借助合适的数据处理方法,得到各自条件下的平均摩擦系数fL和平均努塞尔数NuL.结果表明,高热流密度时流道B的传热强化明显,低热流密度时流道A的传热减弱明显.对任何一类流道而言,边界给热条件的变化对流动摩擦阻力影响很小,但流道内的流动和传热之间其实是具有复杂的相互关联性的.     

应用于低中频Zigbee收发机的5-GHz恒定带宽频率综合器（英文）

设计并实现了一个应用于ZigBee收发机的全集成整数N频率综合器.频率综合器中采用了稳定环路带宽技术,使频率综合器的环路带宽在压控振荡器（VCO）的整个输出频率范围内恒定不变,从而维持了频率综合器的相位噪声最优值与环路稳定性.频率综合器的同相与正交信号（IQ）由VCO输出端的除2分频器产生.该频率综合器采用0.18μm RF CMOS工艺技术制造,芯片面积约1.7mm2.频率综合器采用在晶圆测试的方式进行了测试.在1.8V电源电压下,频率综合器不包括输出缓冲所消耗的总功率为28.8mW.频率综合器在2.405GHz载波1及3MHz频偏处测得相位噪声分别为-110和-122dBc/Hz.频率综合器在2MHz频偏处测得的参考杂散为-48.2dBc.测得的建立时间约为160μs.     

液力变矩器循环流量的计算

以YB355-2型液力变矩器为例,使用三维设计软件CATIA对变矩器进行了设计和测量,近似地求出了变矩器全速比范围内的循环流量.该方法可以提高设计的精度.并能为液力变矩器的设计与优化以及流道内流场的数值模拟提供重要的参照.     

污水处理厂污泥固化及影响因素的试验研究

通过对2种含水率的污水处理厂污泥采用石灰与粘土或水泥与粘土进行固化,测试不同龄期和掺量下固化污泥的无侧限抗压强度.研究发现:固化强度随龄期和掺量增大均增大,且相同条件下,水泥的固化效果要好于石灰,前者固化强度约是后者的2～5倍;龄期较短时,粘土对固化强度影响明显,龄期较长时,石灰或水泥的影响明显.短龄期内提高固化材料的掺量,对于强度提高不明显;污泥含水率由92.1%减小到53.1%时,强度增大2～10倍.最后,建立固化强度预测模型,预测含水率相近污泥的固化强度.