驻波实验的计算机模拟

利用计算机进行驻波实验模拟,给出了驻波实验的计算机模拟源程序,为在计算机上进行物理实验教学、演示实验以及课件制作提供编程的依据.     

什么是风洞？

风洞是一种呈管道状的实验室，即风的物理模拟实验率，它主要用来研究气流的物理性质或气流对物体的作用力。这种实验室中能产生速度为每秒几米直到超过音速20多倍的气流。为了迫使空气流动而产生“人造风”，特别设置有类似风扇的装置，以及控制气流的温度、湿度等附设的加热、冷却、动力等设备。现代风洞配备有光学仪器可以直观地显示气流的形态，同时有天平和传感器采集被洲物体的各种数据，送到电子计算机处理系统，及时处理分析所得的资料。     

宇宙空间环境模拟实验仓

日本宇航研发机构研制的直径13米的宇宙空间环境模拟实验仓，可以在地面制造出高真空，能够模拟出宇宙空间或酷热或黑暗寒冷的残酷环境，以便对卫星在发射或入轨运行过程中可能产生的各种情况，进行周密的地面考察实验。     

平面药包的最佳间距

在矿山剥离、场地平整以及建(构)筑物基坑开挖等露天爆破中,为了充分利用炸药能量将岩石松动或抛掷到一定区域,并确保底板满足一定平整度要求,按照爆破技术设计和工程质量要求,需要设计平面布药结构.本文通过在施工现场进行的大量小型模拟实验,对平面药包间、排距与爆破漏斗的开口面积、可见深度、爆岩的抛掷距离和堆积形态等关系进行了系统分析与研究.实验结果表明,当平面药包间、排距满足一定范围时,爆破漏斗的可见深度较小,而开口面积和抛掷距离最大,爆堆形态较好.平面布药结构存在一个有利于抛掷堆积的最佳间、排距.     

急倾斜煤层冲击地压防治的可行性研究

针对京煤集团木城润矿大台井地质条件与煤的赋存状况，通过相似模拟实验和数值模拟方法，讨论急倾斜煤层开采解放层的可行性。通过观测相似模拟实验中的煤岩失稳过程，定性地了解冲击地压的发生规律，裂隙带发生、发展过程和解放范围。采用反映煤岩等脆性材料破坏特征的五参数Wilianm-Warnke强度准则破坏模型，利用有限单元法单元“处死”的功能真实模拟开挖过程，进行急倾斜煤层开采解放层防治冲击地压的数值模拟研究，作为定量分析依据。为急倾斜煤层开采解放层防治冲击地压制定较为合理的方案、安全技术措施等提供重要的科学依据和理论指导作用。     

企业战略博弈模拟实验系统的基本结构及设计方法

研究企业战略博弈模拟实验系统的原理和结构并提出其设计方法。实验设计应用企业模拟和实验经济学方法，目的在于学习或检验企业博弈理论。实验系统的模型有四个部分，各部分的设计应与战略博弈理论的前提要求相应。整个系统的设计结构包括七个部分，每部分对各种实验变量依照设计算法进行处理，核心算法依据产业组织理论的原理。     

水下光场及其影响机制的水槽模拟实验研究

测定了水下光合有效辐射(PAR)、光谱成分及悬浮物、叶绿素a等参数,分析了水下PAR变化及光谱分布、光衰减系数的光谱分布、辐照度比的变化、水下光场的数值拟合.结果表明,PAR的垂直分布主要取决于水体中的物质组成,从静止到小水流、大水流状态,PAR的衰减显著增大,分别由1增大到2m-1,再到4m-1;表面辐照度最大值一般在560nm左右,随着深度增加最大值出现波段向红光波段移动,水下光谱在蓝光波段衰减最强烈,其次是绿光、红光;光衰减系数随着波长的增加大致呈下降趋势,向下辐照度衰减系数在静止、小水流、大水流3种状态的值分别在0.75～2.56,2.30～4.66,3.51～10.34 m-1间变化;辐照度比最小值出现在蓝紫光波段,但在580和700nm附近出现两个峰值;在通过对光学参数与主要影响因子进行数值拟合以及计算叶绿素a对衰减系数的贡献率发现,水流变化引起的悬浮物浓度增加是造成水下光衰减的主要因素.     

延期时间对高台阶抛掷爆破效果的影响

为了研究高台阶抛掷爆破合理的延期时间,基于相似材料模型试验,运用有限元软件ANSYS模拟不同排间毫秒延期的抛掷爆破模型.试验和计算结果表明:从增加最远抛距和减少大块率的角度出发,当排间毫秒延期时间小于或等于2 ms时,后排孔爆炸的一部分能量用来给第1排孔爆破的碎块做功,第1排孔碎块的抛距增加,且第1排炮孔的大块率也减少;从有利于改善单元在x、y、z三个方向的应力叠加效果来看,第2排炮孔的延期时间宜定于1.27~2.04 ms之间.由于确定模型尺寸和原型尺寸的几何相似比1:50,故推荐矿山高台阶抛掷爆破的排间延期时间为63.5~102.0 ms.      

高产气井油管柱双重非线性流致振动模型研究

针对高产气井流体流动诱发油管柱振动引起的破坏问题,采用微元法、能量法结合哈密顿变分原理建立油管柱纵横向耦合非线性流致振动模型,基于弹塑性体接触碰撞理论,建立油套管非线性接触碰撞模型,并将其引入流致振动模型中,得到高产气井油管柱双重非线性流致振动模型。采用有限元法和Newmark-β法求解油管柱的双重非线性流致振动模型,与文献的实验数据和只考虑接触碰撞单非线性模型计算结果对比,验证了本文所建立的油管柱流致振动模型的正确性和优越性。根据现场高产气井参数,采用相似原理,开展了气井油管柱流致振动模拟试验,测得油管柱振动响应数据,与理论模型计算结果对比,再次验证了油管柱双重非线性流致振动模型的正确性。所建立的非线性流致振动模型可为高产气井油管柱安全设计提供有效的分析工具。     

低温精馏模拟实验平台的研制

针对目前低温精馏多采用小型低温制冷机作为冷凝器冷源而难以满足工业应用中大规模处理精馏原料的问题,提出将大型低温制冷机应用于低温精馏的方案,设计并搭建了一套基于逆布雷顿循环的低温精馏模拟实验平台,同时满足了冷凝器、再沸器和冷屏的负载模拟要求,解决了回收再沸器冷量过程难以模拟的问题。对模拟实验平台进行了测试,可在20 K温区为冷凝器提供约600～1 200 W的制冷量,回收再沸器的冷量,并为冷屏提供500 W以上的制冷量,透平膨胀机效率均在70%以上。本文结果验证了大型低温制冷系统应用于低温精馏技术的可行性。