水动施肥装置的设计与试验

施肥灌溉是灌溉设施的主要功能之一。本文创新地研制了水动施肥装置，它利用施肥主管高压水自身的压力，推动泵罐活塞来回运动而把肥液注入到主管中去。作者通过对该装置的设计，研制和试验，分析注肥流量和注肥频率，得出所研制的水动施肥装置运行成本低，适用性好，特别适合于小规模，简易型的施肥设施。     

水动浮力

在自然界,存在水静浮力和水动浮力.一个在水下或水面静态的物体承受水静浮力,阿基米德发现水静浮力的定量值等于该物体的排水量.一个在水下或水面对水平面保持某一攻角运动的物体会激起水动浮力.从物理定性看,水动浮力与运动物体的速度、尺度、吃水深度、攻角的角度、水的密度以及体现重力场对流场作用的重力加速度等物理因素密切相关.如果用数学解析式表述水动浮力的定量值,那么它是这些物理因素的函数.人们希望知道水动浮力,为此,提出研究这个问题.本文利用一种新的积分变换求解水动浮力问题,得到水动浮力定量值的解析表达式,该式概括了运动物体相关物理因素对水动浮力的贡献和它们之间的相互制约关系,与物理定性相符合.用本文的结果设计建造的实船,在实航验证时显示:理论计算得到的结果与试验实测得到的数据相符合.这表明,本文的研究结果是符合实际的,具有普遍意义.该方法可解决很多水动力工程的设计和生产问题.本文在最后,对比我们的研究结果,对前人的水动升力近似估算式做了讨论.     

水陆两栖飞机变鳍式浮筒安装高度的水动性能研究

鳍式浮筒式水动布局作为水陆两栖飞机的水动布局之一,鳍式浮筒安装高度直接影响水陆两栖飞机水动性能。通过单船身模型拖曳水池试验,比较两个鳍式浮筒安装高度的单船身模型滑行稳定性与水阻力,分析鳍式浮筒安装高度变化对水陆两栖飞机滑行稳定性与水阻力影响,由试验结果表明增加鳍式浮筒安装高度改善水面滑行稳定性,减小了水面滑行中水阻力。     

水陆两栖飞机变鳍式浮筒安装高度的水动性能

鳍式浮筒式水动布局作为水陆两栖飞机的水动布局之一,鳍式浮筒安装高度直接影响水陆两栖飞机水动性能。通过单船身模型拖曳水池试验,比较两个鳍式浮筒安装高度的单船身模型滑行稳定性与水阻力,分析鳍式浮筒安装高度变化对水陆两栖飞机滑行稳定性与水阻力影响。由试验结果表明增加鳍式浮筒安装高度改善水面滑行稳定性,减小了水面滑行中水阻力。     

水井分层测试的应用

本文通过对水井分层测试压力资料的分析,理论联系实际,对水井分层测试压力资料在喇嘛甸油田开发中的应用进行了探讨。     

圆柱探针的特性和自动化测量

本文对圆柱探针的水动和气动特性进行了比较,并介绍了圆柱探针的非对向自动化测量方法。     

两层流体中大直径圆柱体的水动作用力

研究了两层流体中大直径垂直圆柱体上的水动力特性．基于分离变量法,建立了绕射势和辐射势的解析解,导出了作用在大直径圆柱体上水动作用力的计算公式．与单层流体不同,对两层流体,作用在大直径圆柱体上的水动作用力,除了表面波模态的波浪力、附加质量和阻尼系数外,还有内波模态的波浪力、附加质量和阻尼系数．对所建立的求解模型进行数值计算分析的结果表明,在某个频率范围内,流体的分层效应对这些水动力量的影响是不可忽视的．     

水翼型水上飞机水动性能数值计算及分析

采用空气动力和水动力耦合求解并结合动力学平衡方程方法对水翼型水上飞机水面起飞过程水动性能进行计算。使用Realizable k-ε模型对NACA0012三维地效机翼进行计算,验证空气动力计算方法。使用流体体积函数(VOF)方法对验证模型在不同弗汝德数下进行数值模拟,验证水动力计算方法。最后,对水翼型和双浮筒型水上飞机水面起飞过程进行数值计算,计算结果表明,水翼能够产生较大水动升力,当速度达到12 m/s时,水翼产生的水动升力将机身抬离水面;水翼水动升力峰值为6 395 N,约占飞机总升力的83%,双浮筒型水上飞机阻力增加较快,其阻力峰值约为水翼型水上飞机阻力峰值的1. 87倍,从而证明了水翼能够产生较大水动升力并能有效降低水上飞机的水动阻力。     

基于多点约束法的减摇鳍加强结构 CAD/CAE一体化设计

针对减摇鳍加强结构设计难度大和载荷复杂的特点,提出一种CAD/CAE一体化设计和分析方法.对减摇鳍加强结构进行三维结构设计、水动力分析和结构性能评估.其中,采用多点约束法实现模拟减摇鳍加强结构与鳍座的2种非协调性单元之间的载荷传递,应用自由面格林函数法和三维线性势流理论求解船体运动响应和水动压力.通过研究关键技术,为减摇鳍加强结构设计和分析提供新的技术途径.     

挡土墙主动和被动土压力的统一解

针对墙背倾斜、地表倾斜、墙后填土为粘性土、地表作用超载的挡土墙土压力计算问题,基于平面滑裂面假定和极限平衡原理,结合微分层解析法和图解法,推导了挡土墙主动土压力和被动土压力的统一解,可计算土压力沿墙身的分布、土压力合力及其作用点位置以及滑裂面土反力,经典库仑和朗肯土压力为其特例.提出了分层土土压力实用计算模型,可以考虑墙背倾斜和粘性土的作用,该模型可简化为现行以朗肯土压力理论为基础的分层土土压力计算方法.通过与相关文献算法的比较验证了本文方法的合理性.     

考虑表面波影响时挡水结构的动水压力

根据流体运动的普遍方程建立了水体表面的一般条件,研究了水平简谐地面运动时挡水结构的动水压力,所建议的分析方法能够考虑表面波影响、水体可压缩性、库底材料吸收效应等各种因素作用,具有统一的计算格式和较高的计算效率．通过算例,讨论了库水表面波对动水压力的影响．结果表明,在低频干扰下,表面波的影响甚大,特别是对低水头挡水结构的动水压力影响更为显著．     

润滑分子特性对纳米级流体膜失效的影响

为研究 nm级流体膜的失效情况 ,采用 NGY- 2型nm级膜厚测量仪 ,根据光干涉相对光强原理 ,对纯滚动点接触的中心区进行润滑膜厚度测量。观察不同载荷和速度下纯烷烃及加入少量酸时的流体膜厚度的变化情况 ,考察流体效应膜的失效情况。实验表明 :使用烷烃作润滑剂时 ,当压力增至某一定值时有一个临界点 ,当速度低于此点时 ,膜厚剧减 ,此时润滑膜不再具有流体特征 ,此点是润滑膜失效点 ,它与压力、速度、润滑剂的粘度以及分子极性有关。加入少量极性添加剂后所形成的润滑膜可承受较大的载荷 ,并能确保nm级流体膜不失效 ;在较高压力下 ,要在接触区形成流体膜就必须施加更高的速度或使用较大粘度的润滑剂 ;极性添加物的加入能提高流体膜的承载能力     

高压往复轴动密封柱塞偏心率

为探讨偏心柱塞的液体漏耗及受力特点 ,对准二维Reynolds方程进行数值求解 ,获得柱塞受力分布的三维曲面及漏耗特征曲线 ,分析了偏心率对柱塞自扶正能力的影响 ,讨论了极限偏心位置对密封性能及设备磨损的影响 ,结果表明 :柱塞偏心位置是造成内漏耗不可忽视的因素 ;在适当的偏心率下 ,柱塞保持一定的自扶正能力 ;处于极限偏心位置的柱塞会丧失自扶正能力 ,这是高压轴密封极为危险的位置 ,是制约更高压力生成的重要因素     

孔板型空化器羟自由基产量影响因素分析

 利用空化释放出的能量对过程进行强化是能量利用的新途径,羟自由基·OH产量直接反应了空化的强度和效果,为了提高·OH产量,寻求最优空化条件,对水力空化·OH产量的影响因素进行了实验研究。以多孔孔板作为空化的发生元件,采用亚甲基蓝作为·OH的捕捉剂,利用紫外-分光光度法间接测量·OH产量。分析了亚甲基蓝溶液浓度、入口压力、溶液温度、氧气混合速度和反应时间对·OH产量的影响规律。研究表明,亚甲基蓝溶液浓度在16~19μmol/L时对·OH的捕捉有较高的灵敏度和精确度;入口压力、溶液温度和氧气混合速度分别为0.2MPa、30℃和45L/h的条件时,OH产量最高;反应时间与·OH产量呈近似线性关系。     

解体好氧颗粒污泥修复

考察了加入新的活性污泥使解体好氧颗粒污泥完成修复的可行性.解体好氧颗粒污泥对新加入的活性污泥进行吸附,在各种选择压力特别是水力剪切力作用下和原有颗粒污泥形成一个有机整体.大约3周时间,解体颗粒污泥被完全修复.扫描电镜观察发现,被修复后的颗粒污泥呈现非常规则的结构,微生物相十分致密.在解体颗粒污泥逐渐被修复的过程中,颗粒平均粒径仅从最初的2.8mm增至2.9mm,说明活性污泥在颗粒污泥上的附着主要发生在颗粒的空穴.而颗粒污泥的沉降性能和强度都得到了极大的改善,颗粒沉降速率和完整性系数分别由最初的72m/h和56.8%提高到110m/h和65.8%.新加入的活性污泥除了部分用于修复解体颗粒污泥,其余在选择压力等的作用下形成了新的好氧颗粒污泥.     

减缩剂掺加对混凝土性能的影响

对比研究了减缩剂单掺及与减水剂复掺对混凝土早期收缩、水化热、开裂性能、抗压强度及劈拉强度的影响.试验结果表明,减缩剂内掺有效抑制了混凝土早期收缩,单掺和复掺下24h减缩率分别达到了58%和50%;减缩剂延缓了水化热峰值的出现,降低了水化热峰值,使得水化反应平缓进行,有利于缓解温差收缩裂缝;减缩剂的掺入对混凝土的抗压和劈拉强度有不利影响,但明显提高了混凝土的抗裂性能;试验中也发现,复掺减缩剂和减水剂能降低单掺减缩剂对混凝土强度的不利影响,将这种不利影响控制在10%以内.     

规则河谷中计算水坝动水压力的解析方法

提出两种规则河谷水坝，即平面扇形河谷圆筒拱坝和半椭圆形河谷重力坝动水压力的解析解。算例表明：这一方法具有计算简捷，精度高的优点，可作为检验各类数值方法计算精度的手段。在实际河谷与水坝体型可近似地表为理想形态条件下，本方法也可以给出一定的实用结果。     

重力坝-库水-地基相互作用分析方法比较研究

对5种不同高度的重力坝分别采用流固耦合模型与附加质量模型进行了坝体-库水系统相互作用的时域地震动分析.将这两种模型计算所得动水压力结果与Westergaard公式解析解相比较可知,约70m高的中低重力坝采用Westergaard公式计算动水压力就能满足工程实际的要求;对于160m以上的中高重力坝,采用流固耦合模型计算库水作用及坝体动力响应较为接近现实情况.从坝体频率、位移、峰值加速度(PGA)三个方面的结果可以看出,附加质量模型模拟地震条件下库水对坝体作用较流固耦合模型有一定的夸大,对中高坝而言更为显著.地基对200m级高坝库水作用的影响非常明显,在计算坝体与库水相互作用时地基作用不可忽略;对于70m高的中低坝,地基作用可以不用考虑.     

水工闸门流激振动响应的一种计算方法

将作用在闸门上的水动力荷载分解为闸门无振动时的水流脉动压力和由于闸门振动引起的附加扰动流场所产生的动水压力两部分．用定义在频域上的相干函数来分析模型试验测得的脉动压力在各个节点之间的时空相关性,同时考虑脉动压力在不同频率分量上相关程度的不同,形成脉动水流的节点荷载,然后据随机振动理论建立模型试验和数值计算相结合的水工闸门流激振动响应计算方法,并以双口渡电站弧形闸门为例进行了算例分析．计算结果表明,该方法能够较好地满足工程分析的要求,并可以应用于其他水工建筑物的流激振动响应分析．     

应力偶对滑动轴承热流体动力学特性的影响

研究了应力偶对有限长滑动轴承热流体动力特性的影响。推出了基于应力偶流体模型的油膜能量方程 ,并与应力偶流体的 Reynolds方程、轴瓦热传导方程一起联立数值求解 ,得到油膜的压力分布 ,油膜及轴瓦的温度分布 ,比较了 Newton流体和应力偶流体对轴承压力分布、温度分布及轴承承载力所产生的不同影响。结果表明 :应力偶流体在明显增大油膜压力的同时 ,也使轴承最大温度略有升高