矿井提升系统中活塞风速模型研究及应用

为了对通风系统的稳定性进行全面的定量分析,对影响矿井通风系统稳定性的各个因素进行分析, 其中矿井提升系统产生的活塞风速是主要因素之一。通过在井筒中取不同的过流断面,应用非恒定流贝努 利方程和连续性方程,建立矿井提升系统中活塞风速的非恒定流计算公式。定量计算罐笼（箕斗）在井筒中 快速运动时所产生的活塞风速的大小,为进行矿井提升系统对矿井通风系统稳定性的定量分析提供基础数 据,从而进一步分析矿井通风系统的稳定性,确保矿井通风系统满足生产的需要,利于安全生产。     

铁路隧道列车相会时活塞风理论计算

由于占据了部分隧道空间,列车在运行时会产生活塞作用效应,列车周围的流场和压力场均发生变化,造成了隧道与外部空间的空气交换.为了找出列车相会时活塞效应的关键因素,根据粘性流体力学的非稳定流理论,分析了列车在隧道内的运行情况,采用相对坐标法建立了列车相会时的活塞风数学模型,提出了在自然风速影响下列车相会以及减速相会时的活塞风速计算方法.结果表明,列车活塞效应的影响因素主要有隧道净空尺寸、自然风速和阻塞比等.     

矿井活塞风效应数值模拟

为研究活塞风对矿井通风系统的影响,运用Fluent移动参考网格建立数值分析模型,分析电机车牵引矿车在矿井井巷中运动时的矿井活塞风效应。结果表明:列车行驶前方为增压减速区,区内压力随距离的增大而减小,风速随距离的增大而增大。列车行驶后方先后存在减压增速区和增压减速区,两区内风速均随距离的增大而减小,减压增速区内压力随距离的增大而增大,增压减速区内压力随距离的增大先后存在一个增压和减压区。列车行驶前方和后方,风速和压力平面影响面积均随距离的增大而增大。列车中前部矿车活塞风风速较大。矿车内尾部、底部活塞风效应较强。     

列车运行引起的高寒地区隧道内活塞风效应研究

对于高寒区隧道,列车运行产生活塞风会影响隧道内空气与衬砌围岩之间的对流换热,进而影响隧道结构的安全性和使用寿命.结合高寒地区隧道工程实例,运用动网格技术真实地模拟了列车进入隧道、在隧道中持续运行和驶出隧道的全过程,对列车以现行速度运行、快速运行、高速运行时在隧道内引起空气动力学效应进行了研究,分析了活塞风风速的变化规律,得到了列车头部进入隧道和列车尾部离开隧道的时间段内隧道内活塞风风速和列车速度之间的关系.结果表明,无论是列车头部刚驶入隧道时刻还是列车尾部离开隧道的时刻,隧道内的活塞风风速总是随着列车运行速度的增大而增大,为高寒地区高速铁路修建提供参考.     

立井新型辅助提升系统

国投新集能源股份有限公司口孜东煤矿副井井筒内布置一套罐笼和一对箕斗,双罐笼担负全矿井的升降人员及物料等辅助提升作业任务,双箕斗专用于提矸。此种布置形式,国内首创,为今后深部矿井开采矸石率大,辅助作业量大的矿井设计提供了成功的范例。     

不同装载情况下矿井活塞风效应的数值模拟

为了减少运输设备对矿井通风系统的影响,分别建立了矿车在空栽和满载两种情况下的矿井活塞风数值分析模型,对两种情况下的活塞风效应进行数值模拟,绘制流场迹线图。在相同列车运行速度和巷道通风速度条件下,得出空载情况下产生的活塞风大于满载时效应、对巷道通风阻力影响较大;空载条件下活塞风对列车运行前方静压场影响距离小于满载情况下影响距离,对列车运行后方影响距离大于满载情况下影响距离;空载条件下活塞风对列车运行前方、运行后方速度场影响距离均大于满载情况;活塞风控制应着重空载情况。     

矿井立井提升设备活塞作用理论分析

传统的通风理论认为矿井通风系统是一不可压缩的定常流,由于存在外界扰动因素的影响,实际风流的流动是动态变化的.以机械通风条件下的单提升设备为对象,研究了矿井立井提升设备运行所产生的活塞风流与诱导风流对矿井通风系统的影响,进一步拓宽和完善了矿井通风理论,得出了计算活塞风流的数学模型,为消除影响通风系统的不稳定因素提供了技术支持.     

超临界水活塞效应传热现象的数值模拟

在热力学临界点邻域，流体的一些物性（定压比热、热膨胀系数和等温压缩率）呈奇异性变化，从而产生了一种奇异的传热现象——“活塞效应”．活塞效应是由超临界流体在临界点附近较高的热压缩率和较低的热扩散率引起的，它不同于常规的导热、对流和辐射3种传热方式，被认为是第四种传热机理．文中对封闭容器内超临界水的活塞效应进行了数值分析，结果表明，不论是加热过程还是冷却过程，由于活塞效应的作用，系统趋于热平衡所需的时间大大减少．活塞效应不仅存在于临界点附近，而且在远离临界点处仍然作用明显，流体温度越接近对应压力下的拟临界温度，活塞效应作用越强烈．流体的定压比热与定容比热之比可以作为衡量不同参数时活塞效应强度的参数．     

真空管道车辆活塞风的气动特性与变化规律

活塞风是真空管道运输内流场的主要气动特征,掌握活塞风的基本特征和变化规律,是合理有效控制管道流场的基础.文中采用计算流体力学方法,结合动网格技术,分析、探讨了活塞风的产生机理,气动特性和真空度、阻塞比、行车速度等作用条件对活塞风的影响.研究发现管道中的空气在车辆行驶过程中会被压缩、膨胀,产生压缩波和膨胀波并对车辆的行车阻力产生影响;通过不同真空度、阻塞比和行车速度的系列组合计算,发现车辆的行车阻力会随着阻塞比的增大、压强的上升、速度的提高而变大,当速度提高到一个阈值时,车辆行车阻力的上升开始变缓.     

隧道活塞风速计算方法及其影响因素分析

针对隧道内活塞风会对安全门和广告灯箱等引起破坏的问题,开展了地铁单线无风井和有风井两种形式的隧道空气动力学特性分析,建立了隧道各断面之间的一维伯努利方程和流体连续性方程,研究了不同形式隧道下活塞风速的理论计算模型. 并使用SES软件建立其仿真模型对计算模型的结果进行验证, 重点研究了对活塞风速影响的主要因素.结果表明:隧道内活塞风速与列车速度、列车长度和列车外表面光洁度等成正比例关系,而活塞风井高度、断面面积和风井位置等参数对活塞风速影响不大.所提出的计算模型可用于实际工程中活塞风速的简便计算.     

烟囱效应形成机理的实验

依据相似原理建立小尺寸竖井实验台，研究了竖井底部温度和前室补气口流速随火源与竖井中心线距离的变化规律，建立了稳态条件下的竖井内温度、速度分布模型．研究结果表明，烟囱效应的产生主要是由于竖井内外压差与烟气自身浮力的联合作用，但是在不同范围内所发挥的作用不同：在火源距离竖井中心线较近区域（l／L〈0.825），竖井内外压差起主要作用；在火源距离竖井中心线较远区域（l／L〉0.825），烟气的自身浮力起主要作用．     

用MATLAB实现冲击压实机动力参数的多目标优化

根据冲击压实机冲击轮下落阶段的运动分析及冲击轮动力参数的多目标优化模型[3],运用MATLAB软件对其进行优化处理,化多目标优化问题为单目标优化问题,解得的最优解即为该多目标优化问题的有效解,使得优化后的冲击轮动力性能在水平方向和垂直方向上均有较大的改善,水平方向上速度的变化幅度减小,由2.4%减为1.2%;垂直方向上冲击速度得到较大的提高,由1.8m/s增加到2.83m/s。     

方形网箱减流效果的试验与应用

依据深水网箱实际尺寸和渔具水槽试验方法,设计方形结构网箱进行水槽减流实验。应用三维流速计测量网箱尾部各点在不同水流实验条件下的流速,分析相关数据,探讨网箱尾部的流速分布,评价浮式网箱的减流效果。流速测试范围在网箱后50～125 cm的2个水层,减流效果明显,结果显示:(1)网箱尾部的减流区域集中在网袋与来流垂直的投影面中部,而网箱两侧的流速略有增加;(2)当流速由32.23 cm/s增大到67.79 cm/s时,减流20%～45%。在网箱养殖海域设计应用网箱型的组合浮式防波堤,最大减流55%以上,表明能够满足深水网箱养殖的减流需要。     

深基坑开挖卸荷对既有桩基侧摩阻力影响分析

基坑开挖卸荷导致工程桩桩侧极限阻力降低.建立单桩模型,用Mindlin应力解考虑开挖引起的竖向有效应力变化,分别计算开挖前后的桩侧极限阻力.通过某工程案例,将理论结果与其他结果相对比.最后分析了桩侧阻力降低系数随基坑开挖深度、边长、长宽比及桩长的变化规律.结果表明:桩侧阻力降低系数随开挖深度增加先减小而后缓慢增大,存在谷值临界深度,随开挖边长、长宽比增加先减小而后趋于稳定;增加桩长导致桩侧阻力降低系数增大.     

废黄河竖井双层涵洞试验研究

试验研究了废黄河竖井双层涵洞输送水流和泥沙运动特性。试验表明：竖井进口段过水断面呈渐趋收缩状,涵洞泄流能力增大;在通过小流量时,下层涵洞流速大,有利于依靠水力输沙;双层涵洞中间隔层具有随上下层涵洞流速差减小、脉动压力影响趋于微弱的性质。提出了轮换开启部分闸门,使开启涵洞内平均流速大于泥沙不淤流速的调控方法,解决了双层涵洞安全输送泥沙的工程措施问题。     

井筒冻土爆破振动测试波形回归与频谱分析

为保证冻结井筒爆破施工安全、提高施工速度,采用Topbox振动信号自记仪进行冻结段爆破振动测试,测点布置在冻结沟槽内偏斜较大的冻结管的位置.爆破振动测试表明,立井冻结段爆破产生的振动信号成分非常复杂.通过对爆破振动信号的回归分析和傅立叶幅值谱分析,得出振动主频较一般的地面爆破高,而且有多个主频,第一主频在150 Hz左右;立井爆破振动的径向振动速度较垂向振动速度大;回归出径向振动速度、垂向振动速度与等效装药量、等效水平距离和高差之间的关系.立井冻结段爆破施工建议采用半秒延期或秒延期雷管,以防止振动波的叠加.     

钢筋混凝土双曲线冷却塔竖井架的优化设计

采用结构力学方法，编制塔式设备竖井架通用计算程序对双曲线冷却塔竖井架进行了优化设计，研究了竖井架杆身正应力、剪应力、局部及整体稳定性、自振周期的变化规律．结果表明，１２孔断面结构是双曲线冷却塔竖井架最理想的设计．     

Behavior and dynamics of gecko＇s locomotion： The effects of moving directions on a vertical surface

The study of the movement behavior of geckos on a vertical surface, including the measurement and recording of the reaction forces as they move in different directions, plays an important role in understanding the mechanics of the animals’ locomotion. This study provides inspiration for the design of a control system for a bionics robot. The three-dimensional reaction forces of vertical surface-climbing geckos (Gekko gecko) were measured using a three-dimensional force-sensors-array. The behavior of gecko as it moved on a vertical surface was recorded with a high speed camera at 215 fps and the function of each foot of a gecko are discussed in this paper. The results showed that the gecko increased its velocity of movement mainly by increasing the stride frequency in the upward, downward and leftward direction and that the speed had no significant relationship to the attachment and detachment times. The feet above the center-of-mass play a key role in supporting the body, driving locomotion and balancing overturning etc. The movement behavior and foot function of geckos change correspondingly for different conditions, which results in safe and effective free vertical locomotion. This research will be helpful in designing gecko-like robots including the selection of gait planning and its control.     

双万向联轴节恒定传动比条件推广及应用

本文讨论了双万向联轴节具有瞬时恒定传动比需要的条法。证明了当中间轴的两个叉面不在同一个平面内时,仍有一组瞬时传动比为1的双万向联轴节存在。这种联轴节的输入轴与输出轴成空间交错轴关系。这种机构的存在使双万向联轴节瞬时传动比为1所要求的条法得以扩展,而且这种机构还可用于传递空间交错轴之间的运动,且瞬时传动比为1。     

GNSS站坐标序列速度和振幅变化的探测与分析

提出一种GNSS(global navigation satellite system)站坐标序列速度和振幅变化的探测算法.该算法根据二叉树原理遍历搜索所有可能发生变化的历元,并进行速度和振幅变化的建模分析,再采用F检验确定模型的显著性.模拟数据验证算法的正确性后,将该算法应用到中国地壳运动观测网络五个基准站的高程实测数据的探测与分析中,结果表明本文的模型相较于传统的时间序列拟合模型,拟合优度更高,更能反映数据的真实变化趋势与细部变化特征.