仿生非光滑花纹沟对轮胎抗滑水性能的影响

以205/55R16乘用车轮胎为研究对象,采用计算流体动力学建立了考虑胎面花纹变形的轮胎滑水分析模型;以气-液二相流数值模型分析了轮胎的滑水性能,并将临界滑水速度仿真值与NASA滑水速度预测值及轮胎发生滑水时力平衡下的速度进行对比.在此基础上,引入仿生减阻理念,研究了夹角为60°、高度为0.6mm的仿生对称V形结构对花纹沟排水量和水流阻力的影响,并将其结构特征信息等效移植到接地区轮胎花纹沟底,进行了仿生花纹轮胎的滑水性能分析.结果表明:所建滑水分析模型可用来分析轮胎滑水时的流体运动特性;相对原花纹轮胎,仿生非光滑花纹沟轮胎通过提高接地区花纹沟内水流速度,降低了胎面动水压力,提高了临界滑水速度.     

前景诱人的仿生材料

几十亿年的进化历程使得自然界生物体某些部位巧夺天工，具有特殊性质，给人研究仿生材料以启迪。例如甲壳虫可以将糖及蛋白质转化成为质轻然而强度很高的坚硬外壳；蜘蛛吐出的水溶蛋白质在常温下竟变成不可溶的丝，却比防弹背心材料还要坚韧；鲍鱼（石决明）以及人们通常认为用途不大、极简单的物质如海水中的白垩（碳化钙）结晶形成的贝壳，其强度两位于高级陶瓷。此外，自然界中还有许许多多具有神奇功能的普通物质，例如锋利的鼠牙可以咬透金属罐头盒；胡桃木及椰子壳可以抵抗开裂；犀角可以自动愈合；贻贝的超粘度分泌液可以将自己牢固…     

凹坑板式空气预热器的传热特性及多目标优化

以全焊接型凹坑板式空气预热器为对象,基于最优设计试验方案,运用Workbench Fluent软件数值模拟凹坑板片特征结构参数对传热流阻性能的影响。基于参数敏感度分析,得到单因素作用下对传热流阻性能的影响程度为凹坑的纵向间距>长轴>横向间距>深度。基于响应曲面法分析,得到多因素协同作用时,凹坑之间的结构参数横纵距对性能影响比凹坑自身的结构参数深径比大。基于遗传算法以摩擦因子f最小、努塞尔数Nu与综合换热因子J_F最大为优化目标,得到给定范围内的3组较优结构组合。     

智能仿生PDC钻头的破岩数值模拟

为解决普通孕镶金刚石钻头(普通钻头)破岩效率低、钻进不稳定、不耐磨以及不能根据地层选择合适形态破岩等问题,结合仿生原理和非平面结构设计了新型聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact, PDC)齿和钻头底唇面,提出一种在钻头底唇面安装传感器进行岩性识别,可选择合适形态破岩的智能仿生PDC钻头(智能钻头)。利用机器学习,基于现场钻井数据对岩石性质进行分类。分析了智能钻头切削结构针对软中硬地层和硬地层具有两种工作形态,基于建立的切削模型和岩石失效准则,对智能钻头和普通钻头的破岩过程进行数值模拟对比,结果表明：机器学习的加权KNN(K-nearest neighbor)算法可很好避免样本重叠问题,可精确对岩石性质分类,其训练模型可提供给传感器进行岩性识别。破碎砂岩时,智能钻头经传感器调节将具有PDC齿的底唇面和仿生底唇面保持同一高度破岩,对比普通钻头,其破岩比能和切削力明显更小,表明其效率更高、切削更稳定;破碎花岗岩时,智能钻头经传感器调节将具有PDC齿的底唇面下放破岩,其破岩效率明显高于普通钻头,也更稳定。研究成果对石油钻井设备智能化发展有重要意义。     

仿生食品工程学发展中的若干问题

本文简要介绍了仿生食品工程学建立的意义、性质和目前研究的主要内容。结合仿生食品工程学的需要,引出大食品的概念,并把分形理论引入仿生食品工程学研究。     

聚乙二醇对碳酸钙结晶的影响

在聚乙二醇（ＰＥＯ）存在下,ＣａＣｌ２和Ｎａ２ＣＯ３反应得多晶形碳酸钙沉淀,Ｘ－衍射显示主要为文石型结构,并随着ＰＥＯ／Ｃａ摩尔比的增大,晶体颗粒变小。结果表明,聚合物对碳酸钙晶核的形成和晶体的生长有很大影响。本文还对其形成机理进行了初步探讨。     

复合材料设计的原理与实践

对复合材料设计的原理与实践进行简要介绍,对其研究现状与发展趋势进行评述．重点在于工程结构复合材料,特别是航空航天领域应用的先进复合材料,重点是仿生与机敏材料设计,材料设计的目的是实现材料性能优化．     

EDTA自组装单分子层仿生诱导生长羟基磷灰石涂层

在钛基体表面自组装EDTA单分子层，经过CaCl2和Na2HPO4的预钙化处理，1．5倍模拟体液浸泡，仿生沉积得到羟基磷灰石涂层，并对其表面形貌、结构、组分和沉积机理进行分析．实验结果表明：模拟体液浸泡6d后即在钛基体表面得到均匀致密、球状的羟基磷灰石涂层．EDTA自组装、预钙化处理和1．5倍模拟体液提高了羟基磷灰石沉积的过饱和度，降低了形核能垒，促进了羟基磷灰石的生长．     

一体式膜-活性污泥工艺处理高浓度农药废水

将自制的仿生膜生物反应器用于农药废水的处理.采用纯好氧(O)与厌氧/好氧(A/O)两条不同工艺路线进行试验.结果表明一体式纯好氧仿生膜生物反应器出水水质好,出水浊度低.CODcr去除率80%以上,浊度去除率达98%,污泥耐冲击能力强.稳定膜通量为115.2 L*h-1*m-2.