离岸式振荡水柱串联气室三维仿真分析

振荡水柱(oscillating water column,OWC)波浪能采集装置气室结构优化对波浪能采集效率具有重要意义,采用计算流体动力学分析(CFD)技术研究了气室尺寸和结构的优化问题。应用FLUENT软件水质点造波法和动量源项消波方法建立基于线性波浪理论的三维数值波浪水槽。模拟在周期T=3.5s波浪下对单气室尺寸优化,在此基础上建立三维双气室和三气室串联模型研究各气室内水动力变化规律。结果显示:在一定尺寸范围内增大气室开口以及合适的气室高度可增大气室波浪振动幅度,提高波能转换效率;串联气室中,先与波浪发生作用的气室比后与波浪发生作用的气室水动力性能好。     

海冰强度对应变速率敏感性及其演化模式

海冰对应变速率变化较敏感,在不同应变速率范围内可表现出不同的力学行为和强度特性.如辽东湾海冰在低应变速率下(ε.<1.0×10-3s-1),表现为连续体特征,其变形行为符合流动定律;在高应变速率下(ε.>3.0×10-3s-1),表现为脆性体特征,强度特性可用断裂力学理论描述;在韧-脆转变的范围内(1.0×10-3s-1<ε.<3.0×10-3s-1),海冰强度达到最大值.因此在不同应变速率段,海冰强度具有不同的本构模型.用海冰演化模式对辽东湾海冰(T=268K,d=7.0mm)进行了数值计算,结果与实验值十分吻合,说明该演化模式是有效的.     

环境振动能收集系统的微型压电悬臂梁设计与制作

研制长寿稳定电源已经成为微型无线传感网络中的关键技术之一,现有的化学电池容量有限,需要不断的逐个更换耗尽的电池,难以满足无线传感网的实际应用。本文提出利用压电材料的机电耦合特性收集环境振动能,该类型微电源有望成为MEMS提供长期电能。首先分析了利用压电材料收集振动能的原理,对微型悬臂梁结构的设计进行了简单的分析,重点介绍了用MEMS工艺加工微型悬臂梁的工艺流程。悬臂梁结构采用体硅和面硅加工工艺相结合,体硅工艺包括湿法和干法刻蚀硅及表面层结构,金属Pt层刻蚀等,面硅工艺包括溅射金属薄膜和利用Sol-Gel方法在Si/SiO2/Ti/Pt衬底上制作锆钛酸铅（Pb（Zr0.52Ti0.48）O3,PZT）压电薄膜等。经过反复工艺实验研究,确定一套稳定的微型压电能源的制作工艺流程。     

平面闭链五杆机构的动力学分析

用复矢量法结合拉格朗日第二类方程对平面闭链的两自由度五杆机构进行了动态分析，给出其等效转动惯量，由导出的动力学方程指出影响平面五杆机构运动特性的关键因素、产生耦合的原因及解耦需满足的条件。提出了两自由度五杆机构实现完全解耦的可能方法，为平面闭链五杆机构的合理设计提供了必要的理论依据和简单可行的研究方法。