机车用折角式过滤器特性的数值模拟

研究了不同风速下通道宽度、折角角度及折角个数对机车用折角式过滤器阻力的影响,重点分析了高风速(≥5m/s)下过滤器的性能.结果表明:高风速下,16mm通道宽度过滤器的阻力增加迅速,对16mm和20mm通道宽度的过滤器而言,在6.5m/s风速下,间距增加25%,阻力减少36%.折角角度的改变会显著影响过滤器的阻力,在高风速下这一特征更加明显.在相同通道宽度,通道长度减少29%的情况下,二折角过滤器的阻力较三折角过滤器平均减少40%.在高风速、低阻力使用条件约束下,可依据研究结果设计过滤器几何参数,将折角过滤器作为多级过滤的第一级.     

空气中激光等离子体通道诊断方法比较研究

使用3种诊断方法(通道横截面成像法、电阻率测量法和声学测量法)对超强飞秒激光脉冲在空气中形成的长等离子体通道进行了测量. 研究发现, 通道横截面成像法利用了通道内细丝具有较大的激光强度这个性质, 是研究通道内细丝分布以及细丝演化等最精确的方法; 电阻率测量利用了通道的导电特性, 其误差较大, 适合对通道进行粗略估计; 声学测量方法通过测量通道辐射出来的声波, 间接反映了通道内的激光强度和电子密度演化是3种方法中最快速, 最易于操作的方法. 等离子体通道诊断方法的比较研究对于人们深入研究通道各个方面的性质, 以及正确选择不同的实验手段都有重要意义.     

上进风内滤式袋式除尘器的流场优化分析

研究一种上进风内滤式袋式除尘器,通过数值模拟分析改造除尘器的结构,以提高除尘器内部气流组织均匀性以及过滤效率.利用试验数据对仿真模型进行验证,并以流量分配系数、综合流量不均匀幅值、滤袋表面过滤风速为评价指标,对入口风速为5.0 m/s时的袋式除尘器内部流场进行模拟分析.结果表明:当除尘器进、排气口异侧分布时,除尘器内部...     

涡流室式柴油机连接通道流量系数的研究

本文建立了计算涡流式柴油机连接通道流量系数的热力学计算模型和二维数值计算模型.首次精确地计算出连接通道流量系数随曲轴转角的瞬时变化规律.研究和分析了通道结构参数和发动机运转因索对流量系数的影响,所建立的计算模型及其计算结果,对于改善和提高涡流室式柴油机性能,进一步提高其工作过程的计算精度具有重要意义。     

城市地下快速路入口段火灾烟气蔓延规律

依托上海北横通道泸定路枢纽工程,建立依托工程的全尺寸仿真模型,选取城市地下快速路入口段的主线风速和匝道风速作为变量,研究火灾发生后隧道内人员安全高度处的温度、能见度、CO浓度等变化规律。结果表明,主线风速与匝道风速的提高都会导致温度下降速率减缓,能见度上升,CO浓度降低,但是匝道风速对烟气的影响要弱于主线风速的影响。主线与匝道共同提供排烟风速时,保持临界风速即可有效排烟,主线为1.72 m/s,匝道为1.84 m/s。     

新型纤维过滤器的研究

由于空气洁净技术的迅速发展,研究和开发新型过滤器成为一个重要课题。建立了新型纤维过滤器的结构设想,同时建立了过滤器的物理模型及过滤阻力和过滤效率的数学模型。运用数值计算方法,解出气流在过滤器通道内的三维流场及过滤阻力;运用气溶胶粒子的“极限轨迹法”和“概率密度法”求得过滤效率;通过对八种不同开孔率和厚度的新型过滤器样品进行过滤阻力和过滤效率的实验研究,并与数学模型的预测值进行对比,验证了所建模型的正确性文章还分析了过滤器结构参数和运行参数对过滤阻力和过滤效率的影响规律。     

城际铁路隧道列车风特性及对人员安全的影响分析

采用数值模拟方法,对列车在城际铁路隧道内运行过程中所产生的列车风变化过程进行分析,计算CRH2流线型列车在隧道内运行时,隧道内沿纵向不同位置列车风最大风速,进一步探讨隧道内列车风纵向和横向分布特性,并参考相关标准分析隧道内轨侧疏散通道、轨下疏散通道进行人员疏散时的安全性.结果表明:车头风速梯度很大,且在车头侧面空间出现风速转向,环隙空间内气流流动为典型的Couette湍流流动和Poiseuille湍流流动的叠加,车尾风速最大,对轨侧人员安全最为不利;CRH2流线型车以200km/h速度运行时,轨侧疏散通道最大风速17.2 m/s,轨下疏散通道口及通道内最大风速分别为15.2和9.5 m/s.按照16.9 m/s风速标准进行判断,人员可从轨下疏散通道进行疏散.     

内置格栅诱导通道的太阳能通风墙性能

提出一种利用太阳能和风能实现室内自然通风的新型内置格栅诱导通道的太阳能通风墙模型,通过三维数值模拟研究在不同室外风速和太阳辐射强度下结构参数对其通风性能的影响.结果表明,内置格栅诱导通道可以有效利用室外风形成对太阳能通风墙主通道内气流的诱导作用而强化自然通风;该太阳能通风墙通风量随格栅间距与格栅高度比值的增加先增大后减小,存在最佳比值使通风量最大;随着风诱导通道宽度与主通道宽度比值的增加,不同室外风速下的通风量均呈先增大后减小的变化趋势.     

不同旋转轴对矩形通道内湍流与换热影响研究

对旋转矩形通道(横截面的长宽比b/a=2)内湍流流动和换热进行了大涡数值模拟.基于一种具有二阶精度的不协调混合格式(Adams-Bashforth/Crank-Nicholson)对N-S方程进行离散.采用动态亚格子模型对雷诺应力进行了模拟.湍流雷诺数Reτ和普朗特数Pr分别为400和0.71,旋转数Roτ=0～5.分析了管道横截面内平均速度、平均温度以及湍流强度的分布.结果表明,不同的旋转轴对湍流流动和换热有重要的影响,在高旋转数时,湍流结构在稳定侧和非稳定侧均有明显的变化.在相同旋转数下,与矩形通道绕z轴旋转时相比,系统绕y轴旋转的平均换热系数有所增大.     

混合冷剂在竖直矩形小通道内上升流沸腾换热模拟

为研究板翅式换热器流道内混合冷剂沸腾换热规律,建立了竖直矩形小通道内混合冷剂沸腾换热数学物理模型;基于理论推导的汽液相界面交互深度确定方法,采用CFX双流体模型模拟分析了混合冷剂在竖直矩形小通道内上升流沸腾换热规律,并与文献已有经验关联式进行对比分析. 结果表明:由于混合冷剂物性影响,沸腾换热系数随干度增大而降低;由于对流沸腾和核态沸腾换热机理共同作用,沸腾换热系数随质量流率、热流密度增加而增大;同时,模拟与经验关联式对比结果表明,Lazarek换热关联式计算结果与模拟吻合较好,其误差在±15%以内,将其应用于估算竖直矩形小通道内混合冷剂沸腾换热系数具有较高可靠性.      

长纤维高速过滤器的运行动力学研究

为对长纤维高速过滤器的模拟分析、运行控制及效果预测提供理论依据,在深入分析长纤维高速过滤器深层过滤机理及积泥形态的基础上,结合试验观察,借鉴半经验、半理论模型,建立了用以表征长纤维高速过滤器运行特性的水头损失方程及传质动力学模型.通过大量试验测定和对初始滤速为30 m/h时的模型计算与实测结果的比较表明,除沉淀出水过滤前期滤出水浊度计算值与实测值误差较大外,其余各范围计算值均吻合良好,证明了假设的合理性及模型的有效性.     

新颖波纹截面薄壁圆管的耐撞性

提出一种新颖的波纹薄壁圆形结构,采用数值对比分析方法,分析不同波纹截面形状对薄壁结构耐撞性的影响.结果表明:对于同一外截面形状的波纹,波纹内截面形状的变化使吸能相差10%;外截面是矩形的不同内截面波纹结构的吸能性要高于外截面是圆形的不同内截面波纹结构,其中,外截面为矩形,而内截面为圆形的波纹结构具有最优的吸能性,比外截面为圆形,内截面为矩形的波纹结构的吸能性提高34.5%;波长对薄壁结构的耐撞性也具有较大的影响,波长为7.8 mm的波纹管具有较好的耐撞性;与无波纹结构的圆管相比,外截面为矩形,内截面为圆形的波纹薄壁管在不影响吸能的情况下,可以使峰值力降低50.8%.     

深水双锥型网箱的水动力估算

以流体力学基本理论为基础,对深水网箱的水动力阻力进行估算。用理想化的模型代替复杂多变的模型,把网箱所受阻力分为直杆、圆环、网衣3个部分,忽略其余部分的阻力。通过数学拟合得出简化的公式,误差被控制在允许的范围内。运用所得公式,按步骤对一网箱实例进行理论估算。比较模型试验与理论计算值,理论值一般比模型试验所得的网箱水阻力小10%左右。网箱各尺寸参数影响网箱的水动力特性。     

基于多模介质谐振器的高集成单体双路滤波电路

针对传统设计中,基站系统存在多个高Q值 、高功率容限的介质滤波器而导致体积大 、重量大和成本高等问题,提出了单体双路滤波电路设计方法,将2个滤波器或滤波电路集成为单个具有2个输入端口和2个输出端口的电路。通过充分利用多模介质谐振器的电磁场特性,仅使用一个金属腔和介质谐振器就实现2个具有相同性能的滤波通道。尽管集成后的2个信号通道共用一个谐振器,通道间也能实现大于20 dB的高隔离效果。介绍了包括单体双路滤波器及其与双输入双输出Doherty功率放大器的协同融合 、单体双路平衡式滤波器和单体双路巴伦滤波器等电路的设计方法。提出的单体双路滤波电路可以替代传统设计方法中的2个独立滤波电路,从而减少无线系统中滤波电路的数量,实现高集成和小型化。     

一种基于粒子滤波的盲多用户检测器

针对平坦瑞利衰落信道下的多用户检测问题.提出了一种基于可变粒子滤波器的盲多用户检测器。在导频序列接收阶段采用较多的粒子数目来估计信道参数。在信号检测阶段采用较少的粒子数目实现多用户检测算法,这样构成的变粒子数多用户检测算法在保持较好性能的同时具有较低运算复杂度。仿真结果表明,在高斯噪声或非高斯噪声环境,该检测器性能优于基本粒子滤波检测器性能。     

人工蜂群粒子滤波信道估计算法研究

人工蜂群算法是用以解决复杂优化问题的新方法,具有收敛速度快、优化性能高等特点.将人工蜂群算法与粒子滤波相结合应用于信道估计可以摆脱常规方法对线性高斯条件的束缚,具有理论依据和现实意义.结合2种算法的优势提出了人工蜂群粒子滤波,采用人工蜂群算法确定粒子滤波的建议分布.仿真将Alpha稳定分布作为非高斯噪声模型,实现了粒子滤波及其改进算法的信道估计研究.结果表明人工蜂群算法与其他智能算法相比具有更快的收敛速度,改进人工蜂群粒子滤波与无迹粒子滤波相比极大地提高了信道估计精度.     

身矩形槽道内的气体滑移流动和传热分析

分析了微矩形槽道内的不可气体在速度滑移和温度跳跃区的流动和传热过程。在分析模型中,假定矩形槽道底面定热流加热,其余三面绝热,流动和换热均匀为充分发展,且处于滑移流动区。给出了截面上速度分布和温度分布的分析解,讨论了阻力持性和换热特性,并与实验结果作了比较。二者的吻合程序表明,在一定的Knudsen数范围内,传统的Navier-Stokes方程和能量方程在考虑了速度滑移和温度跳跃影响后可以描述微矩形槽道内的气体流动和传热过程。     

多普勒雷达测量数据的Kalman滤波器设计

研究把多普勒雷达测量数据引入Kalman滤波的新方法.根据测量噪声协方差矩阵的分解导出一种理想的线性测量方程的等价形式,在方向余弦估计和误差补偿的基础上,给出可实现的测量方程及其对应的序贯处理的滤波方程.这种序贯处理结构有助于方向余弦继承位置测量更新带来的性能改善,从而减小其估计误差.蒙特卡罗仿真表明,这种序贯滤波算法,不但可以提高状态估计精度,而且其性能优于传统的推广Kalman滤波.     

基于同值压缩的自适应中值滤波

为了在图像去噪处理中更好地保持或还原图像细节,针对脉冲噪声,把滤波窗口中等值的像素压缩后作自适应中值滤波,提出基于同值压缩的自适应中值滤波算法,并用实验来检测其优越性.该滤波算法执行速度快,去噪性能和图像细节保持及还原能力明显优于经典中值滤波及自适应中值滤波.