高温高速气流冲击下气流挡板的换热性能研究

在高温高速气流喷口后方设置倾斜气流挡板,使气流沿着挡板角度射入周围环境,达到减少对周围相关人员和设备的影响.同时为满足对挡板的使用要求,降低挡板表面的温度,对其换热过程进行分析,发现挡板表面空气层在换热中为主要影响因素.涂层表面粗糙度和挡板顶部边缘的锐角都会对边界层产生扰动,进而影响换热.采用FLUENT软件对挡板阻挡高温高速气流在不同工况条件下的影响因素及其耦合特性进行数值模拟仿真研究,结果显示,适当的涂层表面粗糙度,使传入挡板的热量减少3%~7%;挡板边缘倒圆角后,顶部温度下降10%.     

定常横风作用下高速列车的安全性分析

基于空气动力学理论,建立高速列车空气动力学模型,计算不同运行速度下高速列车在明线运行和明线横风场景下的气动力荷载。同时采用多体系统动力学理论,建立车辆多体动力学仿真模型。将气动荷载导入车辆仿真模型,计算在无横风和有横风条件下,列车以不同速度行驶时的车辆动力学响应及其安全性指标。获得在无横风和有横风条件下高速列车运行安全性随速度的变化规律。研究结果表明,横风作用将对列车的安全运行构成极大的威胁。参照有关高速列车运行安全性评定标准,给出15 m/s横风风速下高速列车安全运行的速度限值。     

两级旋流分离工艺的应用试验研究

随着油田开发,许多油田进入高含水开采期,综合含水超过80%,其中部分老区含水已达97%,在原油处理中大量的原油含水吸收了大部分的热量和破乳剂量,造成了能量和药量的极大浪费.针对以上情况,进行两级旋流分离器的预脱水现场应用,一级进行预脱水,二级对一级脱出的水进行除油处理,试验后,陆丰131平台一级脱出总液量的50%以上,二级除油后污水含油在1 00mg/L以下.     

下挂式空射系统机箭分离阶段离散阵风响应分析

下挂式空射系统机箭分离阶段运载火箭处于无动力飞行阶段,高空阵风会对其运动轨迹产生较严重的干扰。为研究下挂式空中发射运载火箭机箭分离阶段系统的离散阵风响应,引入"网格速度"思想来计入阵风的影响,采用有限体积法求解非定常Euler和N-S方程,对机箭分离过程进行了动网格仿真分析。通过模块化方式搭建了机箭系统离散阵风响应仿真平台,平台由火箭状态及网格更新模块、力与力矩CFD解算模块、飞行状态参数求解模块和离散阵风干扰模块组成。仿真计算了机箭系统穿越1-cos离散阵风区的动态响应,并与无阵风条件下机箭分离气动特性进行了对比分析,结果表明无阵风条件下机箭分离后机箭系统可以较好地满足火箭的点火要求;在遭遇离散阵风后,机箭系统稳定性被破坏,可能导致发射失败,这对于机箭系统的控制率设计提出了更高的要求。     

同轴气流作用下压电驱动式微滴喷射行为的实验研究

为探究同轴气流对压电式微滴喷射过程的影响,自行设计并制造了设有同轴气流喷射槽的压电式微滴喷头,构建了微滴喷射与观测系统.采用双极性梯形波作为压电驱动波形,利用微滴喷射过程的可重复性,应用电荷耦合器件相机获取不同时刻的微滴图像;在此基础上,对同轴气流作用下压电驱动式微滴喷射行为进行了研究.结果发现:随着同轴气流强度的增大,微滴的延伸长度增加,其在喷嘴出口处的断裂时刻不受影响,在飞行过程中头部与尾部发生断裂的时刻延后;飞行微滴总体积略有减小,主液滴体积减小,而卫星液滴体积增大;主液滴与卫星液滴的前端速度和末端速度均有增大趋势,主液滴和卫星液滴末端速度的波动幅度与频率均有所下降;主液滴与卫星液滴形状都更趋于扁平,主液滴当量直径减小,而卫星液滴的当量直径则增大.研究阐明了压力波与同轴气流共同作用下微滴的喷射行为,揭示了同轴气流在微滴延伸、断裂和飞行过程中的作用规律,为同轴气流辅助式压电微滴喷头的设计提供了基础.     

回流式两级分离轴流旋风分离器性能实验研究

为进一步提高电厂湿法脱硫后的烟气除雾效果,设计了一种新型的部分回流式两级分离轴流旋风分离器并为此搭建了旋风分离器性能测试实验台,通过液滴雾化装置产生了不同粒径液滴,采用Malvern激光粒度分析仪对设计的几种结构分离器的进、出口粒径分布进行了测试,对不同结构分离器在不同工况下的分离效率和阻力损失进行了测试。实验结果表明:分离器的分离效率随回流槽数量的增加而提高,内筒顶部回流槽数增加1倍,筒内气流速度为3.9m/s时,分离器效率提高66.78%;回流槽集中分布在分离器顶部比回流槽分布在分离器内筒上、中、下时的效率提高得更加显著,当筒内气流速度为3.94m/s时,分离效率可提高16.9%;中间导流管高度对分离效果也有一定影响,当导流管高度与分离器高度比为0.32时,分离效果最佳。     

风雨耦合作用下高速列车气动性能的风洞试验研究

针对风雨耦合作用下高速列车的气动特性问题,在大气边界层风洞中搭建风雨耦合作用试验系统,以CRH2型列车为研究对象,开展高速列车在风雨环境下的静风荷载试验;分析列车在风雨耦合作用下的气动力系数,探明不同风偏角时降雨强度对列车头车和中车气动力系数的影响规律.研究结果表明:降雨对列车头车和中车气动力系数的影响不容忽视,降雨强...     

人体上呼吸道中呼吸气流特性的研究

基于医学CT（ computed comography）扫描得到的原始图片,利用图像辨识技术,重建一个包括鼻腔、咽、喉和主气管的真实人体上呼吸道的三维几何结构．采用大涡模拟法求解其复杂几何结构内的气体流动现象,计算中采用与实际呼吸过程相对应的呼吸强度来仿真呼吸过程．讨论和分析呼吸道内气流和压力的分布特性和规律．结果表明：在咽部由于突缩几何结构的存在,导致速度剧烈上升和压力的急剧下降;在吸气和呼气过程中流场结构和压力的分布存在较大的差异;随着呼吸强度增大,呼吸道内最大速度增大,内外压力差也增大。     

两碳颗粒燃烧过程中相互影响特性的数值研究

基于质量、动量、能量守恒原理,建立了碳粒燃烧的数学模型,对相互影响的两颗碳粒的定常燃烧过程进行了数值模拟.通过改变碳粒间的距离、气流速度、来流方向等参数,计算得到了两碳粒周围在各种工况下的速度、组分及温度的分布,并详细分析了各参数的改变对两碳粒燃烧过程的影响,揭示了碳粒与碳粒、碳粒与气流之间相互作用的规律.结果表明:适当增加碳粒间距和来流速度有利于燃烧的进行;碳粒表面温度随来流方向的改变有规律地变化.     

多裂纹介质在动态载荷作用下的断裂特性研究

采用含双平行裂纹的半圆盘有机玻璃模型,以落锤作为动态加载装置,对动态载荷下多裂纹介质的断裂行为进行了研究。研究结果表明:在动载作用下,含多裂纹的脆性材料的应力场与单一裂纹时的应力场有明显不同。多裂纹介质中裂纹尖端的应力场多为拉剪混合应力场,裂纹起裂多为I-II混合型裂纹,但当裂纹扩展以后,裂纹逐渐向拉伸破坏转变;在多裂纹介质中,当已有一条裂纹扩展时,邻近平行裂纹尖端的能量被释放,邻近平行裂纹尖端的应力集中程度也逐渐下降,说明扩展裂纹对相邻平行裂纹的起裂和扩展有一定的抑制作用;在动载作用下,多裂纹介质中裂纹的起裂韧度KI由2.86 MN/m2下降到1.95 MN/m2,说明多裂纹对介质的起裂韧度有影响。但当试件中有一条裂纹扩展后,邻近平行裂纹对扩展裂纹的传播韧度和扩展速度的影响逐渐减弱。     

霰弹飞行速度的测量方法与结果分析

该文讨论测量全叫缩膛口射出霰弹飞行速度的两种方法，并对测量结果进行分析。一是借助高速摄影设备测量霰弹的膛口飞行速度，结果表明，其飞行速度平均为４８０ｍ／ｓ，弹子的纵向扩散速度平均为４７ｍ／ｓ，横向扩散速度平均为２９ｍ／ｓ；二是采用区截铝箔靶装置测量单个霰弹子飞行速度，结果表明，２０ｍ射距时平均为３６１ｍ／ｓ，３０ｍ射距时平均为３０７ｍ／ｓ，４０ｍ射距时平均为２５７ｍ／ｓ，因弹子穿过四层铝箔纸，其受     

用数值计算求解吹吸气流的速度分布

对速度分布进行了理论和实验研究，应用数值计算求解流场中速度分布，确定了对于吹吸式通风装置设计计算有重要实用价值的临界断面位置。理论计算结果与试验数据基本一致。     

测风求阻法解算矿井复杂通风网路

目前广泛应用的解算矿井复杂通风网路方法是以风网的各分支风阻值和扇风机工作特性参数作为解算基础数据,而获得风网各分支的风阻值是费时费力的。为此,本文提出了通过测算风网风量求分支风阻的方法解算矿井复杂通风网路。从理论上分析了以分支风阻为未知数的线性方程组建立过程及方程组解存在的唯一性。用BASIC语言编写了测风求阻法解算复杂通风网路的计算机程序,并在超群386微机上通过。通过具体实例说明程序的实用性。该解算方法与其它解算方法不同的是本法以风网的风量和扇风机工况点作为解算网路的基础数据,对生产矿井的通风网路解算更能显示其优越性。     

空调房间室内气流组织的数值模拟研究及应用

合理的气流组织是空调房间气流组织设计的主要内容,他不仅影响空调房间的空调设计参数,而且对整个空调系统的合理运行产生重要影响。采用CFD技术研究了送风参数对室内空气速度场和温度场的影响,并对其速度场和温度场进行数值模拟解算,解算结果与实际物理过程基本吻合,完全可以作为空调房间气流组织设计的一种技术手段,从而大大缩短了设计周期,同时对于改善室内空气品质、提高控制室内空气污染物能力、以及保证实现最优化设计都有着重要的指导作用。     

NiCrBSi超音速火焰喷涂层的电化学腐蚀机制

采用超音速火焰喷涂方法在普通碳钢表面制备了NicrBsi合金涂层，然后将涂层在利用冰醋酸调整pH值到3的3．5％NaCl(质量分数)溶液中进行全浸泡试验．应用化学成分分析、电子探针分析方法分析了涂层腐蚀后的成分变化和分布，用高频等离子体发射光谱仪分析了腐蚀液中的离子存在情况，用X射线能谱分析了腐蚀产物，用扫描电镜观察了涂层腐蚀后的形貌．结果发现：NiCrBSi合金涂层没有发生成分选择性腐蚀；涂层的腐蚀包括表面宏观均匀腐蚀和腐蚀介质侵入涂层内部引发的腐蚀，后者起关键作用；腐蚀首先在涂层表面存在未熔颗粒及孔隙、夹杂和微裂纹的局部阳极区发生，随后沿孔隙、夹杂、微裂纹、层状组织等形成的阳极通道扩展；涂层的主要失效形式是片状或层状剥离；调整喷涂工艺参数以降低涂层的电化学不均匀性或进行封孔处理有助于提高涂层的耐蚀性能．     

空分精馏过程的仿真计算

从Hamens物性方程出发，依据Or-Ar-N2三元物系气-液平衡关系，对通用模型塔建立统一的数学模型和求解方法，在此基础上开发了空分单塔及精馏系统的计算模型并对填料塔精馏过程进行了探讨和计算．通过宝钢5#空分精馏系统的模拟计算，说明该模型能够准确地描述精馏过程各参数变化．     

风速分布对双排管两流路蒸发器性能影响的模拟研究

利用EVAP-COND软件计算分析了风速均匀分布以及风速呈下三角、上三角、中三角分布对双排管两流路蒸发器性能的影响,结果表明:风速分布越均匀,蒸发器的换热量越大,风速呈中三角、上三角和下三角分布时蒸发器的换热量分别比均匀分布时小8.5%、34.3%和35.3%;风速非均匀分布使两支路的风量不同,导致总传热系数减小,从而使得蒸发器的换热量减小;两支路的风量差别越大,制冷剂出口状态差别越大,制冷剂流量就越小,蒸发器的总换热量也就越小;风量大的支路易产生逆向传热现象,这更加恶化了蒸发器的传热性能,而空气温度低于制冷剂温度是逆向传热产生的原因;风速非均匀分布时,支路数对蒸发器的性能影响非常显著,存在着使蒸发器换热量最大化的最佳支路数.     

考虑车下环境的高速动车组空气流场数值仿真

在建立典型高速动车组模型、轨道等环境模型基础上,根据流场有限元知识,将整体仿真模型划分为车头部分、车尾部分、中间车前部及中间车后部.采用对称计算域,选择非结构网格进行网格处理,进而仿真分析300km·h-1的流场分布规律.结果表明:建立的典型动车组模型总体受力69.4kN,车下部分尤其是转向架附近流场分布各异,湍流形式明显,该部分阻力占总体阻力33.6%,最大正负压力差约8kPa.通过分析比较ICE和TGV-A高速列车相关试验数据,验证了仿真方法与结果的合理性.     

扩展角对Diamond-Jet型超音速火焰喷涂流场的影响

采用计算流体力学方法对超音速火焰喷涂过程进行数值模拟,研究了扩展角的变化对燃烧场的影响.研究发现扩展角对马赫锥形成的位置具有影响,随着扩展角的变化,马赫锥产生的位置向燃烧室方向偏移,当扩展角为0°～3.0°时,最大马赫数随扩展角度增大而增大.研究了扩展角对Diamond-Jet喷枪的温度场影响,当扩展角为0°～1.0°时,温度随扩展角的增加而降低,燃烧能转化为气体的动能;但是当扩展角度继续增加时,温度不再降低.     

海岸河口水域流速分离方法初探

从海岸河口地区的水动力特征出发,应用潮流、风生流流速垂直分布的理论模式和最小二乘法原理,提出了一种从实测流速分离出潮流和风生流的方法,并首先对黄河口的潮流和实验室的风生流进行检验性分离计算,然后应用于长江口北支河段及口外实测流速的分离,实测流速分离后,不仅可获得表层的潮流速和风流速,而且还可从中得到底床粗糙高度并估算作用于海表面的风速数据。初步研究表明,此流速分离方法原理简单、过程合理、结果可信,是一种适用于现场资料分析计算的有效方法,既可广泛应用于海岸河口实测流速的分离,又可为海岸河口水动力数值模拟提供合理的海底和海面边界条件。