弯道出流横向流速发展过程的解析解

针对现有弯道出流横向流速衰减公式忽略横比降的局限,推导了考虑横比降影响的出弯直道内横向流速发展的解析解.该解析解的各项具有明确的物理意义.与试验数据对比表明,该解析解能够较为合理地预测出弯后直段内横向流速的发展,计算结果优于未考虑横比降的公式.横比降对直段的影响主要集中在靠近弯道的直段入口和出口.当横比降影响较大时,不考虑横比降的公式计算值与实测值相差较大,而考虑横比降的解析解的计算结果与实测符合得较好.     

Reynolds数对方腔流谱结构的影响

为了研究方腔流场的谱结构及Reynolds数对谱结构的影响,利用粒子图像测速技术(PIV)得到不同Reynolds数下方腔中垂面的二维流速场的时间序列,并对速度场进行能谱及本征正交分解(POD)分析。研究结果表明:方腔流场的能谱高值区主要集中在低频段,随着频率的增大能谱值不断减小。Reynolds数的增大,导致优势频率不断增大,能量由低频向高频转移,白噪声的能量不断增加,能谱可分辨范围不断减小。由POD分解可知,瞬时流场的能量基本集中在一阶模态,而脉动流场的能量在各阶模态分布较为均匀。随着Reynolds数的增大,一阶模态的含能比例递减,各阶模态投影系数的能谱逐渐变为白噪声,反映出方腔流场的无序性增加,能量逐渐从大尺度结构(低阶模态)向小尺度结构(高阶模态)传递。来流层流与紊流的POD分解模态投影系数的能谱具有不同的分布规律,层流能谱始终存在优势频率,而紊流能谱基本为白噪声。     

基于物质流分析的中国水泥及水泥基材料行业资源消耗研究

中国水泥及水泥基材料行业是资源密集型、能源密集型的高消耗行业,资源消耗总量非常大。2012年中国水泥产量达到21.84亿t,且仍呈增长趋势。该文以中国水泥及水泥基材料行业为研究对象,运用物质流分析方法,对该行业生产和使用中涉及的资源进行整体分析。结果显示:根据2010年数据核算,消耗石灰石资源达15.33亿t,消耗砂石资源达116.99亿t。预计到2015年,通过生料替代、砂石替代及石膏替代减少的资源消耗量总计能达到9.18亿t,较2010年进一步减少资源消耗3.74亿t。     

基于城市流与交通等时圈的城市经济区划——以延边朝鲜族自治州为例

运用城市流强度模型和交通等时圈划定方法,分别对延边朝鲜族自治州各城市的外向功能量和城市经济区范围进行了定量分析与空间可视化表达.结果表明:延边朝鲜族自治州自西向东包括敦化经济区、延吉经济区和珲春经济区;区间引力差别较大,其中延吉经济区引力最强;区间互补性相对较弱,在发挥地区优势的同时应加大经济联系,加快协调发展.     

二维稳态小的远场来流对纯熔体凝固的影响

考虑动力过冷和小的远场来流对纯熔体凝固的影响,利用Mullins-Sekerka解的形式及渐近分析的方法给出了该凝固系统的基态解和扰动态解,从而揭示了有对流存在时,沿晶体生长的方向、温度场及流场的分布呈现出一个指数下降的现象,为晶体生长的研究及实验分析工作提供了理论依据。     

非线性流滞阻尼器耗能结构随机风振响应和等效风荷载取值

针对非线性流滞阻尼器耗能结构在Davenport谱风振激励下的随机响应及等效风荷载取值进行了系统研究.首先建立了结构的非线性运动方程;经过等效线性化后,采用复模态理论解耦,进而用随机振动方法获得结构风振响应解析式和等效风荷载取值的计算公式,从而建立了结构非线性随机风振响应的分析方法.     

双孔洞裂隙砂岩裂纹扩展特征试验与颗粒流模拟

基于尺寸为80mm×160mm×30mm的双孔洞裂隙长方体砂岩试样单轴压缩试验结果,分析了双孔洞裂隙砂岩裂纹扩展特征,建立了双孔洞裂隙砂岩宏观应力-应变曲线与裂纹扩展过程的关系.利用颗粒流模拟程序,基于试验结果进行细观参数校准,进一步研究了裂隙倾角对双孔洞裂隙试样力学参数及裂纹扩展特征的影响.与完整砂岩试样相比,双孔洞裂隙试样力学参数显著降低,但降低程度与裂隙倾角密切相关.随着裂隙倾角的增大,双孔洞裂隙试样峰值强度先减小后增大,弹性模量呈逐渐增加的趋势,而峰值应变呈非线性变化.完整试样呈轴向劈裂脆性破坏,而双孔洞裂隙试样首先在孔洞上下边缘及裂隙的尖端附近萌生初始裂纹,裂纹的扩展与贯通导致了试样最终失稳破坏.最后探讨了双孔洞裂隙试样裂纹扩展细观机制:首先在裂隙尖端附近和孔洞边缘形成应力集中区,应力提高导致颗粒间黏结断裂,产生微裂纹;在应力集中区转移过程中不断产生新的微裂纹,微裂纹的汇集形成宏观裂纹.     

曲线坐标下波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型研究

建立了曲线坐标系下的波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型,对不规则岸线地形下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究.首先基于曲线化抛物型缓坡方程建立了正交曲线坐标系下的近岸波浪传播数值模型;然后通过正交曲线变换建立了正交曲线坐标系下的近岸流数值模型;进而基于波浪辐射应力的概念,耦合上述数值模型,对Gourlay模型实验和Hamm模型实验中不规则岸线地形条件下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究,并结合实测资料对数值模拟结果进行了验证分析;最后基于上述耦合数值模型对美国San Francisco海湾的Ocean Beach海岸波浪斜向入射所产生的波浪场及波浪破碎所形成的近岸流进行了数值模拟研究.对比分析表明,本文数值结果与实验结果或其它学者所得数值结果基本一致,从而验证了本文数值模型的有效性.     

发酵耦合酶解高效制备右旋糖酐工艺研究

【目的】改进肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteriodes 31208）发酵蔗糖制备右旋糖酐的工艺,实现灵活控制分子量及高效制备右旋糖酐的目标。【方法】采用单因素实验法研究蔗糖浓度对蔗糖转化的影响,确定蔗糖流加工艺的各个参数,以及右旋糖酐酶添加耦合蔗糖流加的工艺条件。【结果】通过调控右旋糖酐酶添加工艺,可灵活控制右旋糖酐的分子量,无需再经酸水解及乙醇分级沉淀就可以得到不同分子量的右旋糖酐,节省无水乙醇的用量;且确定的最佳蔗糖流加工艺参数：初始蔗糖浓度为130 g／L,流加速度为12 g·L－1·h－1,起始流加时间为16 h。与蔗糖单批发酵结果相比,该工艺可使蔗糖转化效率提高约75％,特定分子量（5000～7500 Da）右旋糖酐浓度可达108 g／L,相应提高2．3倍,收率稳定在32％左右。【结论】该方法具有发酵易调控、高效和成本低的优点,对大规模生产右旋糖酐具有重要的参考价值和应用价值。     

螺旋桨CFD不确定度及叶形对桨叶变形的影响

为了研究螺旋桨在水动力作用下的变形特性,通过计算流体力学(CFD)理论,结合雷诺平均Navier-Stokes方程并选用SSTk-ω湍流模型对438X系列螺旋桨的敞水性能进行数值模拟;针对4381螺旋桨设计了3套网格,并进行了螺旋桨敞水性能的不确定度分析;将CFD软件计算与有限元法求解相耦合,计算所得水动力载荷通过插值技术传递给螺旋桨,以分析桨叶应力分布及其叶梢处的变形情况.结果表明,在水动力载荷作用下,复合材料螺旋桨桨叶将产生明显变形,且不同螺旋桨所产生的侧斜和纵倾等均不同,在复合材料螺旋桨的设计和流-固耦合计算中必须加以考虑.