多翼离心风机双圆弧叶片的参数优化设计及气动性能分析

为改善多翼离心风机气动性能和噪声特性,结合双圆弧叶片具有较高流道设计自由度的特点,本文以性能较优的单圆弧叶片多翼离心风机为基础,通过CFD与实验相结合的方法对双圆弧叶片进行全参数匹配优化设计。以0 Pa静压工况下风机风量为优化目标,采用Box-Behnken响应面实验设计方法对双圆弧叶片的进口角、出口角、内外径比、拱点圆直径以及中心角进行参数方案设计,获得了46组样本空间。通过对设计参数和样本结果进行二次回归拟合,得到了双圆弧叶片参数与风量的函数关系及最优参数组合。结果表明,进口角和出口角在所有主效应中对风量的影响灵敏度最高,而进口角-出口角以及内外径比-中心角在所有交互效应中对风量的影响灵敏度最高。通过CFD和FW-H声类比方法对风机的气动性能和声场进行数值计算,计算结果表明优化风机的风量较原型风机增加了118 m³·h^-1,相对提升9.7%。优化叶片能够有效抑制叶间流道内旋涡流的生成和发展,叶片的进、出口角与气流的进、出口流动冲角吻合度更高,有效减小了叶片前缘气流冲击产生的压力脉动以及尾迹流与蜗壳的非定常相互作用。实验结果表明,优化风机功...     

转盘式能量回收装置中滑阀的间隙液膜力学特性及结构优化

转盘式能量回收装置(RERD)采用转盘旋转与滑阀协调响应的工作模式实现反渗透海水淡化中浓盐水压力能的连续回收.其中滑阀控制流体流动的方向和流量,它主要的性能要求是切换过程的可靠性.但滑阀中阀杆在偏心和倾斜时与阀套形成的配合间隙不均匀变化会产生不平衡液压力,进而产生液压卡紧并影响滑阀切换的响应性能.针对这一问题,构建了阀杆与阀套的间隙液膜仿真模型,采用CFD方法模拟探究了间隙液膜的力学特性,并引入均压槽和通腔浅槽改善液压卡紧现象.结果表明:阀杆偏心时,间隙液膜形成的每个压力差区段的最大压力差位于高压液体侧,其形成的液压力使阀杆有自动对中的倾向;阀杆倾斜时,间隙液膜中压力差区段的最大压力差在各区段的中间位置,其液压力产生的倾覆力矩会加剧阀杆的倾斜.滑阀间隙液膜的液压力和倾覆力矩随高压流体压力、偏斜率的增大而增大.在阀杆上引入均压槽和通腔浅槽能减小间隙不均匀引起的压力差和液压力的范围,在操作压力6.0 MPa、配合间隙0.015 mm和倾斜率1/3的条件下,滑阀所受液压力和倾覆力矩分别较原结构降低73.4%和70.8%以上.上述结果对装置中滑阀结构优化和提高滑阀响应可靠性具有指导作用.     

含联吡啶单元席夫碱COF材料的合成及其荧光传感性能研究

目的 合成一种新型含联吡啶单元的共价有机框架(COF)材料并对所制COF材料的结构及性能进行了分析表征.方法 以2 ,2＇－联吡啶－5 ,5＇－二甲醛和2 ,4 ,6－三(4－氨基苯基)－1 ,3 ,5－三嗪为原料,通过席夫碱反应合成了一种新型含联吡啶单元的共价有机框架(COF)材料.结果 COF材料的丙酮分散液中加入各种金属离子盐溶液,发现加入Fe3+ 时COF材料分散液的荧光强度明显降低,而加入其他金属离子时的荧光强度变化不大.结论 COF材料在有机溶剂中具有良好的稳定性并且是一种潜在的Fe3+荧光探针.     

碱基与氨基酸二肽间的氢键相互作用

对于碱基-蛋白质之间的相互作用,氢键的形成及断裂起着重要的作用.选取7种氨基酸二肽和3种碱基,以它们之间形成单根氢键的体系为研究对象,在ab initioB3LYP/6-311++G(d,p)水平下进行结构优化,MP2/6-311++G(d,p)水平下进行能量的计算.同时应用ABEEMσπ/MM方法优化结构和计算能量.通过改变氢键相互作用区域的静电相互作用参数kH-bond和形成氢键的氢原子与其受体原子的孤对电子之间距离Rlp,H来拟合函数kH-bond(Rlp,H).用所得函数对选取的复合物进行结合能计算,其结果与ab initio方法所得的结果符合的很好.     

基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号的检测和参数估计

提出了一种基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号的检测与参数估计的方法. 针对分数阶Fourier域上的优化搜索问题, 提出了基于拟Newton法的两级搜索算法, 在不影响估计精度的前提下, 降低了计算的复杂度. 对于多分量信号的检测, 提出了分数阶Fourier域上的信号分离技术, 有效地抑制了检测过程中强信号分量对弱信号分量的影响. 并给出了估计误差的统计分析, 使得这一方法在理论上更加趋于完善, 仿真结果也证明了其有效性.     

鼓励自由探索努力攀登前沿科学高峰——《前沿科学》创刊两周年座谈会发言摘要

编者按 2009年2月24日,科技日报社、科学时报社和<前沿科学>杂志编辑部共同主办的<前沿科学>创刊两周年座谈会在京召开.原国务委员、九届全国政协副主席、本刊编委会主任宋健院士对座谈会非常关注,从外地来信致词说:"祝贺座谈会召开并取得圆满成功.希望<科技日报><科学时报><前沿科学>这科技界的'两报一刊'密切合作,共同推动自主创新,活跃学术气氛,鼓励大胆探索.     

太赫兹振荡器件之间同相位锁定机制的研究

本文详细研究了平面纳米耿氏振荡器的耦合特性。研究表明:把两个器件直接并联组成阵列时，由于器件间的耦合较弱，两器件无法协同工作，因而输出信号随时间无规波动；为此我们通过在器件间引入额外的表面栅，利用栅极偏压增强耦合，使得器件工作处于基波相位锁定状态，从而输出幅度稳定、工作频率约为0.37 THz的信号。通过对器件沟道内部电子浓度的进一步分布分析，我们发现器件同相位锁定机制的微观实质为两沟道内部动力学偶极畴处于同步状态。由于双器件阵列的输出信号幅值为单器件的两倍，因此这种结构设计可以提升器件的输出功率。     

扒楼沟剖面二叠系辫状河砂体构型与非均质性特征

通过露头实测、精细解剖与岩相分析等方法,结合岩石薄片与物性资料,对山西保德扒楼沟剖面二叠系山西组辫状河砂体的构型与非均质性特征进行系统研究。结果表明:辫状河主要发育河道和心滩2种成因砂体,河道砂体的垂向岩相组合为Ge-St,心滩砂体的垂向岩相组合为Ge-Sm-M-Sm-Sp-M-Sp或Ge-Sm-St-Sm-St-Sp-M-Sp;辫状河砂体可划分为5级构型单元,由小到大分别是层系、层系组、心滩/河道增生单元、心滩/辫状河道、单期河道,河道砂体由多个增生单元在垂向上加积构成,心滩砂体由多个增生单元与串沟砂体在垂向上加积构成,内部发育泥质夹层;心滩砂体物性优于河道砂体,非均质性相对较弱,整体可以作为优质储层,而河道砂体仅在靠近河心的部位物性较好,可作为优质储层;心滩砂体内规模较大的泥质夹层附近和河道砂体的边部及中上部可聚集剩余油,且心滩砂体内剩余油储量相对河道砂体较大。     

基于表面肌电的工人上肢肌肉疲劳试验研究

当人体进入疲劳状态时,表面肌电信号会发生相应的变化。为了探讨工人在持续上肢作业时肌肉疲劳对人体肌电信号的影响,针对疲劳与肌电信号的关系提出评价肌肉疲劳的数学模型,选取10名健康受试者进行机械操作与重物搬举作业。同时,使用表面肌电测试分析仪对肌电信号进行实时监测,采用方差分析、t检验和非线性拟合方法对疲劳与肌电信号的关系进行分析。结果表明,肌电信号的波动程度对生理疲劳有显著变化,上肢肌肉疲劳程度越重,其肌电信号恢复至正常值越久。非线性拟合结果显示,上肢肌肉疲劳的发展趋势呈现出"S型"的趋势。据此提出,疲劳失稳期前让受试者休息,可以减缓或延迟生理疲劳的发生。     

美日韩大学参与产学研协同创新模式及对我国的启示

产学研协同创新既是大学办学内生的需要,又是大学创新由割裂走向融合、由分散走向集成的客观要求。全面介绍了美日韩大学参与产学研协同创新的具体实践,并思考对我国的启示,以便为优化大学科研环境,增强科技成果转化能力,提升服务社会的效能提供重要参照。