跨音速变质量槽式喷管的设计研究

喷管是风洞实现高速均匀稳定气流的核心部件,变质量喷管可通过扩散段管壁的缝隙流出部分气流来实现在不同背压下得到不同的出口马赫数.基于空气动力学原理,采用三维N-S方程以及可实现k-ε湍流模型,对喷管内流场进行了数值模拟.结果表明:收缩段型线、扩散段长度及壁缝尺寸对喷管流场特性具有重要影响,合理的型线和几何尺寸可使喷管出口具有宽阔的马赫数范围、且流场均匀稳定.     

新型流化床气溶胶发生装置及其特性

根据气固流态化原理,设计了一种实用新颖的流化床气溶胶发生装置.该气溶胶发生装置可以稳定地输出高粒子数浓度、空气动力学直径小于10 μm的气溶胶颗粒物.应用该装置对燃煤电站锅炉电除尘器粉煤灰进行了气溶胶化实验.实验表明,通过改变流化气体(氮气)流量、待气溶胶化的粉煤灰和青铜珠床料组成的混合物料的给料速率以及流化床床层物料中飞灰的掺混质量比,可以调节流化床气溶胶发生装置输出的飞灰粒子数浓度.测试结果表明:飞灰粒子数浓度呈双峰分布,2个峰值分别位于空气动力学直径为0.01～0.1 μm和0.1～10 μm的范围内;飞灰质量浓度随着颗粒粒径的增大而增加.     

理想轿车车身的三维数值计算与实验比较分析

以计算流体力学（CFD）为基础,采用有限容积法模拟计算了轿车车身的外部流场,三维理想轿车车身空气动力学特性参数的数值模拟结果与风洞实验数据吻合较,表明数值模拟研究汽车空气动力学特性是切实可行的。     

基于流场品质的风洞导流片空间布置参数优化

运用计算流体力学(CFD)研究风洞拐角导流片在初始空间布置参数时风洞实验段的流场品质,并通过多岛遗传算法在保证弦长为1 917.1 mm不变的情况下对风洞拐角处导流片的数目和安装角进行优化,得到导流片最佳的空间布置参数:数目为27片,安装角为47°,此时速度偏差均方根的平均值的优化目标值为0.078 45％,相对CFD计算值0.079 70％误差仅为1.5％.与初始空间布置参数的导流片对比,在一定程度上改善实验段流场品质.     

新型高速列车隧道空气动力学模型实验系统

目前高速列车隧道空气动力学模型实验系统主要用于分析隧道内压力波的变化规律,难以对空气动力学效应进行完整的分析.针对这一局限性,从科特流(Couette)理论出发,提出了一种新型实验系统即旋转式高速列车—隧道模型实验系统,介绍了该系统的可行性、结构、实验原理及其特点.分析表明:该新型实验系统结构简单、功能完善、成本低、实验重复性好,适用于进行高速列车通过隧道时产生压力瞬变、微气压波、列车活塞风、行车阻力和气动噪声等一系列空气动力学实验,并能测量隧道内和列车隧道环形空间的气流速度场,对研究高速列车隧道空气动力学问题有重要意义.     

大学生方程式赛车的空气动力学套件的建模与流场分析

汽车的空气动力学特性被越来越多的人所重视,对汽车的操控性与稳定性都产生影响。该文利用Catia软件对设计的空气动力学套件进行三维模型的建立,并与赛车装配,利用有限元分析软件ANSYS进行流场分析,得出赛车的流场特性,为其改进设计提供依据。空气动力学在赛车领域的应用是非常广泛的,我们将此应用于大学生方程式赛车上面,给赛车加装空气动力学套件,使其的操纵性能得以提升。     

上海大学低湍流度低速风洞及气动设计

通过对国内外现有低湍流风洞进行调研和分析,上海大学力学所建造了一座低湍流度低速风洞 (以下简称SIAMM400).该风洞具有低湍流度、可变湍流度、低噪声等几个特色.在风洞的设计 过程中,对其主要部件(包括斜流式风机、稳定段、收缩段、试验段等)进行详细的气动计算,给出了设计依据.风洞建成后,结合实验室内先进的测量手段,除了能满足模型的测压、测速、流态观测等教学实验外,还可以利用该风洞从事航空航天、桥梁建筑、环境污染、汽车等工业空气动力学研究工作.     

加湿回流湍流扩散燃烧流场的实验研究

实验测量了加湿、不加湿状况下钝体后丙烷/空气湍流扩散燃烧流场,分析了两种燃烧流场的异同点.实验中采用粒子图像速度场(PIV)测量技术测量了钝体后加湿、不加湿扩散燃烧流场的速度分布,利用高温热电偶测量了两种流场火焰内部的温度分布,使用气体分析仪测量了两种流场的NO分布.结果表明:加湿扩散燃烧流场与不加湿扩散燃烧流场虽然总体相似,但加湿使得燃烧流场回流区中心的位置前移、回流区长度减小、燃烧区最高温度降低,并且使得燃烧室内的NO浓度降低;加湿有利于燃烧室轴向尺寸的缩小,提高了燃烧室内温度分布的均匀度,降低了污染物的排放.     

低速风洞收缩段设计加工与流动数值模拟

介绍了一种简洁有效的低速风洞收缩段的设计、加工以及校验的方法。通过选择合适的收缩段曲线,绘制出收缩段的三维图,然后在三维造型软件中将收缩段曲面展开为平面,得到了所展开平面上的曲线坐标。将这些坐标输入到数控等离子切割设备,加工出制备收缩段所需的原料。最后通过数值模拟得到了该收缩段的流场特点。     

两嵌段共聚物在本体中自组装的耗散粒子动力学模拟研究

采用耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics,DPD)方法研究了线形两嵌段共聚物在本体中的自组装。通过改变两嵌段共聚物之间的比例、相互作用参数以及盒子的大小来研究对自组装结构的影响。这些模拟结果不仅与理论预测和实验结果相一致,而且证明了耗散粒子动力学方法是一种非常适合研究嵌段共聚物自组装行为的重要方法。     

基于计算流体动力学的汽车外形数值模拟

随着计算机技术的发展和数值模拟的兴起,基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)的数值模拟在汽车空气动力学研究中有越来越重要的作用.应用CAD软件CATIA建立汽车的3D自由曲面模型,以CFD为基础运用流场分析软件FLUENT对汽车自由曲面外形进行数值模拟,获得了汽车外形的空气动力学特性,为汽车设计和选型提供了重要依据.     

气垫实验的改进

图1所示的是力学实验和演示用的气垫导轨装置。空气从导轨面上的许多小孔往外喷出,使在导轨面上滑行的物体和导轨面之间形成一空气膜(空气膜的厚度约为10μm～100μm),利用空气膜作为润滑剂。当滑块在导轨面上滑动时,就不再受接触摩擦力的影响,而只受到滑块与导轨面间空气膜的粘滞阻力和滑块运动时与周围空气的阻力。这些阻力与接触摩擦阻力相比较是很小的,在实验过程中可以忽略不计。由于利用气垫导轨进行运动学、动力学实验能够消除接触摩擦力的影响,因而能够提高力学实验的精确程度。正是由于这个缘故,在力学实验中越来越广泛地采用气垫法。目前生产的气垫导轨和计时装置尚存在一些不完善之     

铝合金凝固收缩行为研究

通过自行设计的实验装置研究合金在自由收缩和受阻收缩过程中的凝固特征,研究了5083,6061和7075三种典型铝合金的凝固收缩行为,预测其铸造过程中的热裂倾向性,引入衡量合金热裂倾向性大小的评价指标应力累积系数(k).结果表明,本实验装置能够准确记录铝合金凝固过程中温度、收缩位移和收缩应力的细微变化;结合热力学软件JMat Pro的计算结果,提出铝合金凝固过程中4个阶段的特征;实验预测得出3种实验合金的热裂倾向性大小为:k(5083)k(7075)k(6061),与实际铸造过程及CSC预测的结果相符合.研究结果表明该实验装置及数据分析方法具有可行性,利用k值可以准确预测铝合金的热裂倾向性.     

用等厚干涉测液体折射率

采用劈尖实验装置在不改变劈尖膜条件下,同时测得空气膜和液体膜的干涉条纹宽度,并进一步计算出实验结果,从而得到一种方便求出液体折射率的新方法.     

水下枪械动力学的实验研究

为了探索导气式水下枪械气室压力工作规律和水阻力对自动机运动规律的影响，设计了实验装置，在装置中以活动件模拟枪机，气体调节装置通过改变导气孔尺寸来调节活动件的后坐能量，机匣上的排水孔减少了活动件的后坐阻力。由装在实验装置上的专用传感器(如应变测压传感器、感应测速传感器)和其它测量仪器构成动力学测量系统。通过大量的实验，分别测定了活动件速度、膛压、气室压力和弹丸初速。数据分析结果显示，水阻力显著降低了活动件后坐速度，气空压力随实验用弹装药量、药空初始容积和导气孔尺寸的改变而改变，这些结论对水下枪械的动力学分析具有参考价值。     

冠状动脉收缩期受压持续到舒张期的模拟实验分析

利用研制的心肌桥模拟装置,对冠状动脉受压迫状态建立了圆形收缩的实验模型,进行了冠状动脉受心肌桥压迫持续到舒张期情况下的血压和流量模拟实验.实验研究表明,冠状动脉面积收缩接近到原来的20%时,远段收缩压迅速与近段收缩压分离;当冠状动脉面积收缩到小于原来的20%时,近段收缩压迅速上升,远段压力从不稳定状态迅速过渡到收缩压呈反向分布状态.心率和近段血压范围不变时,流量随着收缩程度的增加而增加.     

(e,2e)动力学实验对称性的研究

通过(e,2e)动力学实验装置,在不对称几何条件下,且入射电子能量相同时(E0=340eV),通过改变动量转移的大小,研究三重微分截面角关联曲线对称性的破坏.实验结果表明,当动量转移较大时,实验获得的三重微分截面角关联曲线峰位与动量转移(K)位置更接近,表明动量转移(K)是一个重要的物理量,它制约着三重微分截面角关联曲线的对称性.     

新型管状泡沫镍光催化空气净化器的设计与分析

设计了一种应用于供热、通风及空调(HVAC)系统,能降解室内挥发性有机物(VOCs)的新型管状泡沫镍光催化空气净化器.该净化器能够灵活改变迎风面积来适应不同流速的HVAC系统,具有阻力低等优点.通过室内浓度的甲醛污染物的降解实验,考察了外部质量传递对该净化器性能的影响,并对其反应动力学和能量效率进行了分析.结果表明:甲醛的反应速率随着流速的增加先增加而后下降,在流速不小于0.66 m/s时光催化反应不受外部质量传递的影响;一级反应动力学模型能够很好地描述甲醛的光催化降解过程;与多玻璃管光催化空气净化器相比,所提出的管状泡沫镍光催化空气净化器的能量效率增加了138%.     

瑞利散射用于分子流场多参数测量

研究了激光在分子流场的瑞利散射特性,包括散射光强、量加宽以及频率移动与流场中分子密度、温度和速度分布的关系,研究了实现瑞利散射测量的实验方法,利用脉冲深紫外及可见激光,结合带像增强器ＣＣＤ照像机,建立了脉冲为纳秒量级的流场测量装置,拍摄了清晰的空气瑞利散射图像。     

电泳羟基磷灰石色谱吸附BSA机理

将电泳与羟基磷灰石色谱技术耦合 ,开发了一种新的电泳色谱技术。建立了羟基磷灰石 (HAP)吸附牛血清白蛋白 (BSA)的物理模型和数学模型 ,建立了不同的实验装置以研究电场下 HAP吸附 BSA的反应动力学特性以及电动色谱吸附 BSA过程的传质动力学特性。实验结果表明 ,施加电场不会改变吸附反应的平衡常数与速率 ,但在电泳羟基磷灰石色谱装置中 ,施加电场在羟基磷灰石颗粒表面产生的电渗流能够加强扰动 ,减少液膜扩散阻力 ,提高羟基磷灰石色谱的动态吸附容量