约瑟夫森结中的涡旋动力学特性

利用周期瞬子方法从理论上研究了环状偏流约瑟夫森结中的单个涡旋隧穿特性.将涡旋在约瑟夫森结中的运动简化为一个粒子在特定势阱中的运动,由于涡旋可以从阱中逃逸,这就使得涡旋在阱中的能态是不稳定的.理论上指出,正是由于涡旋的隧穿,使得涡旋所处的能态是亚稳态,该能态是一个复数,其虚部正比于能态的衰变率.通过理论计算得出:在温度较高的情况下,涡旋进行的是热隧穿,在低温条件下,涡旋的逃逸只能通过量子隧穿的方式.还指出过程中系统随着温度的降低,通过二阶转变过程从热隧穿过渡到了量子隧穿.     

大雷诺数下绕圆柱分离流动的离散涡模拟

本文用离散涡模型与边界层理论相结合的方法,研究了贺柱突然起动后初期和长期阶段中柱后尾流的流动结构和涡旋运动.计算初始阶段不定常边界层分离时,本文提出了一个能耦合外流、尾流作用的估算分离点的简单公式.运动趋于准定常后,边界层分离用Thweites方法计算.文中考虑了二次涡的影响和涡旋的粘性扩散效应.     

考虑机构误差和运动副磨损的涡旋压缩机可靠性分析

根据涡旋压缩机工作原理和结构特点,基于机构学理论,将涡旋压缩机机构简化为一平行四连杆机构.通过机构运动分析,并在运动副连续接触理论和各随机因素符合正态分布的假设下,建立了考虑机构尺寸误差和运动副磨损涡旋机构的运动可靠性模型.通过算例分析了机构尺寸误差和运动副磨损对机构输出运动精度可靠性的影响,结果表明尺寸误差和机构磨损使动涡旋产生自转现象,压缩机运动可靠性受到影响.     

车用涡旋增压器型线参数的优化计算

涡旋型线参数对车用涡旋增压器的性能具有重大影响 .在分析涡旋型线参数相互关系的基础上 ,首先对显著影响车用涡旋增压器机械负荷、容积效率的因素进行了详细的分析 ,建立了优化计算的目标函数 ;然后考虑各参数对涡旋体工艺性和造型的影响 ,进一步建立了优化计算的约束条件 ,最终通过复合形法对涡旋型线参数进行了优化 .为增压器与发动机的优化匹配提供参考     

活性粒子的运动属性和堆积密度诱导多种涡旋模式及其转变

涡旋运动广泛存在于不同尺度的活性物质中，是一类典型的自组织集群行为。本文实验研究了3种不同运动模式的活性粒子，在受限容器中产生不同类型的涡旋行为及转化。发现活性粒子的涡旋受到粒子堆积密度和运动属性的影响，具有多种涡旋运动模式。在低中粒子堆积密度时，随着粒子运动性质变化，涡旋行为从瞬态涡旋过渡到相对稳定的时空涡旋，最终形成非拓扑保护的边界流涡旋。而在高堆积密度时，涡旋模式从拓扑边界流转变为时空稳定的体涡旋，直至最终的非拓扑边界流涡旋。研究结果指出可使用外界激励调控活性粒子的单体运动性质，从而改变粒子集群运动特性，这既为活性粒子的涡旋运动提供了更丰富的内涵，也为实现活性粒子集群功能的灵活切换提供了新思路。     

带挠性轴太阳帆板充液航天器流—弹—刚耦合动力学研究

本文研究了带挠性轴太阳帆板充液航天器流-弹-固耦合动力学问题,首先由系统对质心的动量矩定理导出了系统动力学方程,接着分析了航天器贮箱内液体涡旋运动、太阳帆板挠性轴扭转运动,最后给出了航天器姿态角速率与液体涡旋运动、挠性轴扭转运动的关系式,给出了数值结果,分析了液体涡旋运动、挠性轴扭转运动对航天器姿态运动的影响。     

横向有限应变对张力腿平台空间涡激振动响应的影响

为研究张力腿平台的动力响应问题,基于Hamilton原理,根据克希霍夫假设以及拉格朗日函数,得到张力腿海洋平台空间运动的运动方程和边界条件,运用有限差分法对运动方程和边界条件进行离散,最终采用吉尔法求解微分方程组.采用半经验Morison公式模拟流体力的作用,在不同水流流速作用和涡旋脱落载荷共同作用下,比较了横向有限应变对空间涡激振动响应的影响.计算结果表明:当涡旋脱落频率接近结构的固有频率时,横向有限应变对涡旋脱落载荷作用方向的横向位移响应将产生较明显的影响,可产生超过30%的偏差.然而,即使在涡旋脱落频率不靠近结构的固有频率时,横向有限应变对水流作用方向的横向位移响应和轴向位移响应都有很大的影响,可产生100%以上的偏差.     

聚合酶链式反应仪基座的热阻建模与分析

对聚合酶链式反应仪(PCR)基座中温度变化规律进行数学建模,求出其过程热阻值,并利用该热阻值对类似模型的温度场进行仿真计算,从而快速地得出考虑若干关键参数的复杂模型的温度场.计算结果显示,PCR仪基座的过程热阻与其自身的导热热阻存在某种关系,进而提出一个对于该关系的假设和数学描述,最后对该假设应用的可行性进行数值计算证明.     

基于UG环境下对涡旋压缩机参数化设计模拟与仿真

针对分析涡旋压缩机的运动机构和运动规律研究,基于通用涡旋压缩机的基本原理,利用UG环境下利用参数化建立涡旋压缩机基本三维涡旋实体模型,模拟涡旋压缩机基本运动进行运动仿真;得到涡旋压缩机基本运动参数曲线,并保证涡旋压缩机设计的正确性,从而提高了设计产品的质量。     

预应力对基座振动特性的影响分析

设备安装引起的预应力会影响基座的振动特性。基座主要由梁板结构组成,该文首先从理论推导出发分析了预应力对简支梁、板固有频率及导纳的影响,并验证了有限元方法计算预应力结构振动特性的准确性;然后利用有限元方法计算了预应力对加筋板结构振动特性的影响,最后分别计算分析了设备安装对刚性台架上的淡水泵基座以及对实艇浮筏基座振动特性的影响。结果表明预加载荷对梁板结构低频振动特性影响较为显著;设备安装对刚性台架上的淡水泵基座低频导纳峰值频率处的影响较为明显,尤其是跨点导纳;设备安装对实艇浮筏基座导纳的影响可以忽略。     

An equation of entransy transfer and its application

Entransy is a physical quantity describing heat transfer ability, and heat transfer is accompanied by entransy transfer. Thermal energy is conserved in its transfer process, while entransy is dissipated because of the irreversibility of its transfer process. As a result, entransy transfer must have its rules which are different from those of thermal energy transfer. Based on the definition of entransy, an entransy transfer equation is derived, which describes the entransy transfer processes of a multi-component viscous fluid subject to heat transfer by conduction and convection, mass diffusion and chemical reactions. The expressions of entransy flux and entransy dissipation are obtained simultaneously, and their physical mechanism is clarified. And further, the theory and method of optimizing heat transfer applying the entransy transfer equation to the steady-state convection heat transfer process are expounded. The minimum thermal resistance principle and the entransy dissipation extremum principle are obtained by applying the steady-state entransy transfer equation to the steady-state convection heat transfer process. The cases of the single-component steady-state convection heat transfer and the steady-state heat conduction show the application of the theory and method.     

直流锅炉过热器再热器传热计算新方法

本文从辐射和对流换热的机理及基本公式出发，建立了大型直流锅炉过热器或再热器传热计算模型，对模型每根管子进行了传热计算，从而得到整个过热器或再热器的传热特性，并考虑了结构、煤种、运行工况等对传热的影响。本模型的建立更直接、细致地确定了过热器、再热器的传热工况，为分析过热器、再热器偏差、传热恶化、寿命等问题提供了新方法。     

遮蔽段总传热系数的计算

提出了一种同时考虑烟气辐射及对流来计算遮蔽段总传热系数的方法 (简称CRK法 ) ,利用现场收集到的 4套加热炉结构及不同操作数据 ,由传热速率方程和热平衡方程联立求解得出遮蔽段总传热系数值。将该计算值与CRK法及传统计算方法进行了对比 ,同时考察了管排与烟气错流换热时温差系数的影响。结果表明 ,CRK法的计算误差小于传统计算方法 ,在进行遮蔽段传热计算时 ,错流温差校正系数可近似按 1处理。     

基于不同对流下加热系统的数值模拟与实验研究

采用多孔介质导热方程、DO辐射模型以及标准κ-ε湍流模型,建立三维热物理模型。应用有限体积法计算了室内沙疗室气固耦合传热问题。首先在自然对流条件下,即沙疗室不开风扇、处于无风状态时,改变其加热方式,分别为单面加热和双面加热。对比分析不同加热方式下,空气层以及沙体层温度场的变化。其次在双面加热条件下,改变其对流方式,分别为自然对流与强制对流。对比分析不同对流方式下,空气层温度场、速度场的变化,以及沙体层温度场的变化。最后,通过实验加以验证。研究发现强制对流条件下的双面加热能够加快空气热对流速度及沙体传热速度,使沙体层温度分布均匀化,进而提高沙体的传热效率。     

第二类边界条件下硬脂酸固液相变蓄能研究

通过引入有效导热系数来考虑自然对流对固液相变传热的影响,将相变蓄能模型简化为仅用能量方程描述,采用显热容法及正态分布液相率模型进行了求解.与硬脂酸固液相变实验的比较表明:自然对流对相变传热的影响不可忽略;修正后的有效导热系数经验公式能更准确地描述等热流边界条件下的固液相变过程;在等壁温边界条件下,相变速率随时间的推移而减小;在等热流边界条件下,相变速率随时间的推移而增大.     

HTR-10 一回路舱室冷却系统及其特点

１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）一回路舱室冷却系统是反应堆重要安全系统之一。由余热排出系统和屏蔽冷却系统两部分组成。非能动式余热排出系统以自然循环方式排出余热,排除了系统对外界动力的依赖性,余热最终经空气冷却器由空气自然对流排往大气。该文提出的非能动系统配以能动系统组成舱室冷却系统设计、采用可调遮热板控制辐射传热量,构成了ＨＴＲ－１０一回路舱室冷却系统新的设计思想和系统组成方案,并据此完成了相应的工程设计。该方案不仅简化了系统、降低了造价、缩短了工期,而且使系统的可靠性得以提高。     

垂直矩形窄缝流道中混合对流换热的数值模拟

直接使用N－S方程，采用将重力项化为与温度和差压有关函数的处理方法，对垂直矩形窄缝流道中定热流密度下混合单相层流对流换热进行了数值模拟，发现了在整个流道靠近加热壁面区域存在强烈的“烟囱效应”，在层流流动时，由于该效应的存在，使近壁区域的工质扰动加强，从而提高局部对流换热系数，但将造成整个加热壁面换热系数分布不均匀，故该种对流方式只能用于较低热流密度的传热，若壁面的热流密度过高，将对整个流道的安全性造成很大威胁，所建立的浮力影响模型可以预测混合对流时的传热，经过正能用于计算湍流混合对流换热。     

PHOENICS求解非稳态导热对流及辐射换热耦合问题

分析了采用大型通用计算程序ＰＨＯＥＮＩＣＳ（１．４版本）求解有内热源的非稳态导热与对流换热及辐射换热的耦合问题，发现由于该程序所求解的能量方程实际上是比焓方程，若求解域中不同物质（固体、流体）的质量热容相差很大时，采用整体求解法将得出错误的结果，并使结果发散。为了解决这个问题，发展了原有虚拟密度法，新方法可以同时求解非稳态的能量方程、动量方程及连续性方程，从而使利用ＰＨＯＥＮＩＣＳ（１．４版本）求解非稳态耦合换热问题变得简单可靠。     

液体回灌对生活垃圾好氧反应温度变化影响的模拟预测

好氧反应过程中的温度变化模拟预测,对于垃圾填埋场好氧通风系统的安全运行具有重要意义。在热释放守恒定律的基础上,建立了考虑液体回灌条件下生活垃圾好氧反应过程中的热平衡方程。将氧气消耗速率引入热释放速率模型中,并提出两阶段氧气消耗速率模型来描述好氧反应过程中的热释放效应。开展了通风强度、回灌条件和等效热传导系数对好氧反应过程中垃圾堆体温度变化影响的模拟,结果表明：气体交换导致垃圾堆体的峰值温度至少下降3.6%,液体回灌使垃圾温度降低超过24.1%;液体回灌量从500ml/周增加到1500ml/周,垃圾峰值温度下降29.1%;回灌液体温度每相差10 ,对垃圾温度的影响最多可达4.0 ;随着等效热传导系数从0.3升到1.0,垃圾峰值温度逐渐降低,达到峰值强度的时间提前25.9%,后期温度下降幅度变小。以上成果为好氧通风系统运行过程中温度预测及安全调控提供了理论依据。     

循环反应器的最优化计算

循环反应器广泛应用于均相反应,其循环比反映了物料的宏观混合程度,是反应器设计的重要参数。采用适宜的循环比可以有效地调整物料的反应器进口浓度、降低反应器体积和设备投资。基于循环反应器的基础计算式,文章导出了最宜循环比的计算方法,并通过算例给出了最宜循环比以及反应器体积的计算过程。