纤维悬浮混合层中纤维取向与流场应力的研究

研究了纤维在混合层流场中的运动,流场用伪谱方法求解;纤维对流场的作用体现在流体方程的附加应力张量中.数值求解在流场作用下的纤维的运动方程,得到纤维的位置和取向分布.进行了纤维取向分布的实验研究,结果与计算定性符合.研究结果表明,当St数较小时,大部分纤维聚集在涡核内,并且基本呈水平或垂直分布;而大St数下,纤维聚集在涡核边缘,呈现不均匀分布,此时纤维取向受涡核边缘的流场支配,呈现包络涡核的特征.同时,由纤维导致的流场附加应力张量的最大值和最小值出现在涡核边缘,导致流场应力不均匀.     

弯曲纤维平面悬浮运动形态的判别

本文首次提出用双卷簧多球链作为有恢复弯矩的弹性纤维的模型,讨论该纤维在平面不可压缩牛顿流体的注意流场中的平面运动。球链由 n 个均质相等的球和 n-1个刚性连杆组成。除首尾两个球外,其它各球内均含有一对强度相等的对称的卷簧。球上作用有重力、流体的斯托克斯阻力和浮力,不计布朗运动及电磁效应。纤维小变形并满足虎克定律。得到了相似判据 K=EI/3πμαl~2U_0及有抗弯能力的纤维在流体中受拉、压的判别式。这些叛别式和 K 值与纤维在相关点的变形有关。     

参数激励作用下水下悬浮隧道锚索的稳定性研究

为研究水下悬浮隧道锚索在索端参数激励作用下振动的稳定性,建立锚索的参数振动数学方程并用伽辽金法对其进行简化后,采用Lyapunov指数法判断锚索振动的稳定性,分析锚索索端激励幅值、频率和系统阻尼比对锚索振动稳定性的影响.计算结果表明:随着索端激励幅值的增加,不稳定区域逐渐增大,当索端激励频率为锚索固有频率2倍左右时,锚索最易发生失稳,锚索振动系统阻尼比越大,锚索越易趋于稳定状态.     

粘弹性纤维在均匀变形流场中的悬浮动力学

本文以三珠二杆粘弹性铰接的珠链作为纤维的模型,用将珠链运动分解为准刚体运动和纯变形运动的方法,对粘弹性珠链纤维在均匀变形流场中的悬浮运动进行了研究。得到了纤维速度,加速度分布公式,纤维平均取向的角速度南纤维纯变形运动方程。并发现,在纤维质心运动方程中,集中在纤维质心上的各圆珠的斯托克斯阻力之矢量和就等于流体作用于纤维质心的斯托克斯阻力;在纤维相对于质心的动量矩方程中,力矩是准刚珠链纤维中各圆珠上相对于纤维质心的斯托克斯阻力矩之矢量和。特别是在不计纤维惯性、重力和浮力的条件下,当纤维刚直并作平面运动时,其角速度与同样条件下无限长径比椭球角速度的 Jeffery 公式完全一致。     

回转型气压半悬浮导轨微量进给稳定性的研究

分析了回转型气压半悬浮导轨微量进给不稳定的原因，提出了用等效转换的方法研究微观复杂气道内气流的动态特性，用速度楔来安量描述气道内气流速度的变化规律。推导出气压半悬浮导轨副卸荷参数与导轨摩擦自激扭振之间的定量关系，并给出了算例。     

大型管中悬浮流燃烧加速的研究

分别在长９ｍ，内径０．１４ｍ与长１２ｍ，内径０．１４ｍ配有特殊喷雾和喷粉系统的大型水平燃烧管中，对戊烷气云与铝粉粉尘的燃烧加速诱导激波现象进行了实验研究，其结果反映了气云与粉尘悬浮流火焰在管内的传播规律，基于双流体模型，利用分裂格式，ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ格式及ＴＶＤ格式对两相反应流的基本方程进行了数值求解，计算结果与实验结果较为吻合。     

微极性流体螺旋槽径向轴承油膜稳定性

给出了以微极性流体为润滑剂的径向滑动轴承油膜压强摄动方程，并采用有限元法研究螺旋槽径向轴承油膜稳定性。在此基础上计算了螺旋槽径向轴承油膜刚度系数、阻尼系数和不涡动的转子临界质量，微极性流体的特性由耦合数和分子特征长度两个参数决定。研究表明，微极性流体螺旋槽径向轴承比一般牛顿流体为润滑剂的轴承油膜具有更好的稳定性，高耦合数时，润滑油膜厚度和微极性流体分子特征尺度的比值越小，轴承油膜的稳定性越好．     

深厚软弱地层地下连续墙槽壁稳定性分析

考虑土体的分层特征,假定槽壁破坏体为具有倾斜滑动面的三维楔形体,基于土体极限平衡原理推导了深厚软弱地层中地下连续墙槽壁的稳定安全系数表达式。提出以强度等效原理计算槽壁加固后复合土体抗剪强度指标的方法,进而推导了土体加固后槽壁的稳定安全系数表达式。引用算例验证了槽壁稳定安全系数的有效性并结合工程实例对深厚软弱地层中槽壁的稳定性影响因素进行了详细分析。结果表明,软弱土层的槽壁失稳现象更容易出现在浅层部位,加固后槽壁失稳可能出现在深层部位。减小槽段施工长度、增加泥浆比重和液面高度、增大加固体厚度和强度、降低地面超载和地下水位等措施均有利于富水软弱地层中地下连续墙槽壁的稳定性。     

表面活性剂的吸附对在水中氧化铝微粉悬浮体稳定性的影响

测定了氧化铝微粉自不ＰＨ的水沉吟液中吸附十二烷基苯磺酸钠、氯化十四烷基吡啶和ＴｒｔｉｏｎＸ－１００（ＴＸ－１００）的吸附等温线及相应的电动电势ξ变化曲线。     

不同搅拌转速的沉淀搅拌槽三维流场数值模拟

运用Fluent软件,采用多重参考系法(MRF)和标准k-ε湍流模型模拟沉淀搅拌槽在现场的实际流动情况,分析了不同搅拌转速对三维流场的影响,对其宏观流动特性、时均速度和搅拌功率进行详细的分析对比,最后给出了最佳搅拌转速.     

超声悬浮气浮混合式悬浮的承载力特性研究

为了确保在一定的振动幅度和精度的条件下提高气动悬浮的承载力,提出了一种采用超声悬浮气浮混合式悬浮方式来提高气动悬浮承载力的新方法。通过ANSYS软件对超声悬浮核心部件(压电换能器)进行优化设计加工,制作了混合式悬浮装置实验样机,并进行了悬浮能力的测试,得到的实验测试结果与理论计算结果相一致。优化后的圆盘压电换能器可悬浮起质量为3kg的物体,单位面积的悬浮质量可达59.7g/cm2。实验结果表明,该混合式悬浮装置的悬浮承载力大于超声悬浮与气动悬浮的承载力之和,当供气压力为0.2 MPa时,混合式悬浮承载力约等于2倍的超声悬浮承载力与气动悬浮承载力之和。因此,该混合式悬浮装置可大幅度地提高气浮支承的悬浮能力,并且不改变气浮支承的振动幅度和精度。     

影响地下连续墙槽壁稳定性的外部因素分析

结合工程实际,运用有限元法对承压水、施工荷载、抓斗吸力3种外部因素影响下的地下连续墙槽壁稳定性进行了分析,总结了槽壁稳定性变化的特点,并提出施工中具体的防范措施。     

长纤维高速过滤器的适应性与稳定性

为促进纤维过滤技术的应用,开发了一种新型长纤维高速过滤器.通过对净水厂不同水质进水的过滤试验,研究了该型过滤器对不同水质进水过滤的适应性和长期运行的稳定性.试验结果表明, 长纤维高速过滤器在进水浊度2～100 NTU、初始滤速10～60 m/h的宽广范围内均能使出水浊度稳定在0.2 NTU以下,并且滤床成熟期短、纳污容量大、反冲洗彻底、运行稳定, 与净水厂常规砂滤相比具有明显的技术优势,展现了良好的应用前景.     

基于纸浆泵流场数值模拟的叶轮设计准则及其应用

采用纤维-流动耦合模型及求解方法,对纸浆泵叶轮流道内的悬浮流动进行了数值模拟.结果表明,在进口附近,纤维取向变化剧烈,在靠近凹壁面附近,纤维取向摆动显著,而沿中间流线及凸壁面流线,纤维取向变化相对比较稳定;在进口靠近凹壁面附近,附加应力比较显著,而在流道中间及下游区域,附加应力分布变得平均.将结论推广至纸浆泵叶轮设计中...     

地铁车站深基坑拉槽分层开挖稳定性分析

针对地铁车站基坑开挖体量大、施工空间狭小、施工工序繁多,传统基坑开挖方法效率低的问题,提出拉槽分层开挖方法.结合乌鲁木齐地铁 1 号线某车站施工,采用数值模拟计算方法对比分析拉槽分层开挖方法与传统基坑开挖方法在施工过程中的基坑的稳定性,说明拉槽分层开挖方法的可行性.同时,结合该车站施工现场监测结果对拉槽分层开挖方法进行验证.结果表明:拉槽分层开挖方法可以保证车站基坑开挖的稳定性,且在施工组织管理和施工效率方面优势明显,可为类似工程提供参考.     

偏心搅拌槽内高浓度浆液颗粒的悬浮特性

以直径为0.34 m的无挡板平底圆筒形搅拌槽为研究对象,对偏心搅拌槽内高浓度浆液中颗粒的悬浮特性进行了数值研究,分析了45°的4斜叶开启涡轮式搅拌桨(PBT)和3窄叶整体板式螺旋桨(ZHX)2种桨型在不同偏心率和转速时,搅拌槽内的流型分布、颗粒体积分数分布、完全离底临界悬浮转速以及功率消耗,并与试验结果进行了对比.结果表明:对于高浓度浆液,偏心搅拌打破了中心搅拌时流场结构的对称性,提高了流体的轴向循环能力,颗粒悬浮效果优于中心搅拌;固体颗粒的悬浮效果与搅拌桨在槽内的偏心位置有关,当偏心率E=0.4时颗粒悬浮效果最佳,但偏心搅拌会增大颗粒的完全离底临界悬浮转速和设备的功率消耗,不利于节能降耗.     

气流槽聚型长纤维紧密集聚纺纱系统流场模拟与分析

采用SolidWorks软件建立气流槽聚型长纤维紧密集聚纺纱系统集聚区的流场计算模型,然后运用Gambit软件进行网格划分,最后应用Fluent软件对集聚区进行流场模拟和数值计算,得出流场的静压和速度分布规律.研究结果表明:纤维束的干扰或阻挡使凹槽内部的流场速度等高线和压强等高线被分割;x,y和z轴向速度的变化规律各异,且共同完成对纤维束的气流集聚作用;气流负压值不宜过大,避免纤维束被过早吸附造成缠绕影响集聚效果.     

悬浮MTG－YBCO样品的共振振荡

报道了各向异性高温超导体在非均匀磁场中水平振动和垂直振动的稳定性．测量了不同外力振幅下悬浮高温超导体的振荡幅度，首次观察到悬浮超导体在外力频率为２０～４０ＨＺ时出现共振振荡，并用通常的振荡理论分析了本系统的行为．     

不可压缩流体的有压槽道紊流

本文应用管流与有压槽道流的力学相似性,从理论上推导出不可压缩流体有压槽道紊流的以下3个关系式;(1)紊流时均速度的对数分布模型与断面平均流速的关系.(2)紊流光滑壁层流边层的厚度与速度计算公式.(3)阻力系数公式.以上结果已与 Dean 的工作进行了比较,在已知的实验范围内优于 Dean 本人提出的经验公式.