气泡辅助系统碎冰区减阻特性船模试验研究

为了研究气泡辅助系统降低船模碎冰区阻力的机理及效果,采用非冻结模型冰,在室外冰水池内开展了一系列船模拖曳试验,分别对不同碎冰密集度、不同船模航速及不同通气量参数下的阻力特性变化规律展开研究．试验结果表明：当该气泡辅助系统工作时,船体两侧的碎冰会受到气泡上浮及气水混合流的作用,发生翻转并向远离船体方向运动,在船体与碎冰之间形成一条无冰带,在该范围内几乎没有船体与碎冰的相互接触,以此达到降低阻力的效果;船模开启气泡辅助系统后的减阻率受碎冰密集度、航速、通气量三者共同影响,减阻率总趋势是随通气量的增加而增加,且该系统在低碎冰密集度、低航速工况下的减阻效果更好．     

碎冰-波浪耦合作用下的船模增阻试验研究

为研究极地船舶在碎冰-波浪作用下的增阻性能和运动响应规律,采用半精炼颗粒状石蜡模型冰,研究迎浪工况下极地船舶的增阻随航速、冰密集度、波长、波高的变化规律,进一步探究联合作用下船舶的运动响应和阻力的变化规律．试验结果表明：在船-浪相互作用下,船模总阻力会增加,波浪增阻和船舶运动响应随波高和波长的增加而增加,并且在Fr=0.055附近会发生变化．船-冰-波浪三者作用时,波长和波高的变化对波浪阻力成分与浮冰阻力成分产生了相反变化,但整体还是体现出增加的趋势;在相同冰密集度条件下,在Fr=0.055附近区间,船舶的运动响应会达到最大．     

“冰上丝绸之路”——北极航线船舶航行安全的跟驰模型

为研究"冰上丝绸之路"——北极航线船舶安全通航状况,特别是在有破冰船开道情况下,跟驰船舶与破冰船的安全间距以及跟驰船舶之间的安全间距问题,基于陆上交通流理论的跟驰模型,分析北极航线船舶的航行阻力即船舶水流阻力、船舶兴波阻力、碎冰阻力以及船舶制动性能,建立适用于北极航线的交通流跟驰模型,给出船舶安全间距、船头间距、船舶跟驰速度的公式,并结合"永盛"轮的具体资料和数据,进行模型参数验证和模型应用.结果表明,本文建立的适于北极航线的跟驰模型具有一定的现实意义,可有效降低凭借航行经验产生的航行风险,可为北极航线的船舶安全航行提供支持.     

气垫船兴波破冰问题的数值计算

将求解船舶兴波问题的Rankine源数值计算方法推广应用到水面边界条件为碎冰面、纯冰面和半冰面-半水面等气垫船破冰中不同类型的兴波问题.对不同类型兴波问题采用统一形式的基本方程,通过面元法与有限差分法相结合的方法对方程进行数值离散.重点对气垫船在全冰面、半冰面-半水面上运动时的兴波进行了数值计算,兴波阻力和波形等计算结果与相关文献符合较好.     

降低矿井通风阻力措施研究

本文基于笔者多年从事矿井通风阻力的相关研究,以降低矿井通风阻力措施为研究对象,分析探讨了当前矿井通风中存在的主要问题,降低矿井通风阻力的具体要求及方法,具体针对笔者所在某矿井的改造示例等一系列问题,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

B_(13)C_2和B_7C_8低压缩性的第一性原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了B13C2(B12CBC)中B12二十面体极地位置的所有B原子被C原子取代后材料的性质变化.通过对比计算研究发现,取代后每个B6C6二十面体中赤道原子同赤道原子间、极地原子同极地原子间的电荷密度减小﹑Mulliken布局数由正值变为负值,说明它们由成键态转变为反键态,相互作用减弱;而极地原子同赤道原子间,以及相邻二十面体极地原子间的电荷密度相对增加﹑化学键长变短﹑sp轨道杂化进一步显著,说明它们的相互作用增强.结果造成材料的体弹模量增大、剪切模量减小;材料由半导体性过渡到金属性;电荷密度由B12二十面体相对均匀分布,转为向两极集中局域,而使主要影响材料理论硬度的最弱化学键等的计算硬度减弱、材料的理论硬度减小.     

干、湿大气环流模式中地表增温的经向分布及其机制

使用耦合了平板海洋的三维大气环流模式, 探究理想条件下极地增温放大现象的产生机制。实验中关闭海冰和云的辐射效应, 固定地表反照率, 并将海洋经向热量输送设置为零。通过控制地表蒸发的有无, 模拟湿大气和干大气两种情形。模拟结果显示, CO₂浓度加倍后, 湿大气环流模式中存在极地增温放大的现象, 而干大气环流模式中不存在这种现象。在干大气环流模式中, 地表增温幅度基本上不随纬度变化, 即均匀增温。湿大气环流模式中, CO₂浓度加倍导致的直接辐射强迫和水汽反馈导致的辐射效应都是热带比极地更强, 唯一能够解释湿大气中极地增温放大原因的是从赤道向极地的大气能量传输增强。在干大气环流模式中, 从赤道向极地的热量输送及其变化比湿大气弱很多, 因此无法支持极地增温放大现象。干大气中的均匀增温是CO₂的直接辐射强迫和普朗克效应相互竞争的结果。研究结果表明, 与水汽相关的经向热量输送是地球极地增温放大的关键因素, 而在基本上没有水汽的火星上, 可能不会出现极地增温放大现象。     

膜生物反应器处理洗车废水中操作压力及环境因素对膜过滤性能的影响

通过膜生物反应器(MBR)处理某车辆厂洗车废水的实验研究,结合理论计算,分析了操作压力及环境因素对膜过滤性能的影响.研究结果表明,在低压区,膜本身阻力占主导地位,它与操作条件无关;在中压区,浓差极化阻力占主导地位,它与其他操作条件关系密切;在高压区,凝胶层阻力占主导地位,操作压力增加对膜通量影响不大,在此阶段膜分离特性还与污泥浓度、膜面流速等操作条件有关.所以,采用膜反应器处理洗车废水,在MBR中存在一个临界压力,当操作压力高于临界压力时,膜通量随操作压力变化不大,而膜表面污染却明显加剧.因而设计膜生物反应器时,操作压力是一个重要的参数.此外.还研究了温度、pH值、水力停留时间等环境影响因素对膜过滤性能的影响.     

极地系统科学考察——大科学系统工程管理探索

人与地球系统之间的相互作用已成为全球变化的重要驱动力，极地系统是感应全球变化的放大器和指示器极地系统科学进入了一个大科学研究时代。极地系统科学不但是一门研究极地系统对全球变化的响应与反馈作用中运转的机制、规律和控制这些变化的机理，并为区域复杂性及其对全球变化预测提供科学基础的科学，同时也是一门高新技术应用和人类认识自然活动并科学管理极地系统的系统工程学。20年来，中国科学家对极地系统复杂性有了深入的认识，对极地科学考察管理也进行了有益的探索。     

混凝土软化本构关系与裂缝扩展GR阻力曲线的相关性

裂缝扩展阻力曲线可描述随裂缝发展材料韧度的变化,是断裂力学的基本判据方法之一.最近,结合混凝土断裂行为的基本现象特征,发展了一个新的用于分析混凝土裂缝扩展全过程的断裂过程判据,称为GR阻力曲线.在GR阻力曲线模型中,裂缝扩展阻力的变化取决于应力自由裂缝前缘断裂过程区的能量消耗,与该区域材料的基本力学性能即软化本构关系相关.鉴于此,该文通过进行的12根三点弯曲梁试验研究了软化曲线与裂缝扩展GR阻力曲线的对应关系.发现, GR阻力曲线的特征点对应于软化曲线的特征点.     

新近深厚填土层单桩极限承载力分析

新近深厚填土属于欠固结土,在自重应力作用下土体固结并未完成,在此类地基中施工桩基础,可能会产生向下的负摩阻力,导致桩基极限承载力减小,影响建筑工程质量和安全.为了研究新近深厚填土单桩承载特性,开展单桩静载试验和基于规范的理论计算,考虑负摩阻力,单桩极限承载力计算值为1587 kN,不考虑负摩阻力的计算值为2136 kN,静载试验值为2000 kN,结果表明考虑负摩阻力时单桩极限承载力比静载试验结果少400～550 kN.因此新近深厚填土中单桩极限承载力设计值不能以桩基静载试验结果作为标准,应结合理论计算结果综合考虑,同时建议对单桩周边一定范围内的土层进行注浆加固处理.     

立体织造打纬阻力的计算

在织造一般平面织物的打纬过程中,纬纱受到两部分阻力的共同作用:一是纬纱在运动过程中与经纱的摩擦阻力,二是经纱对纬纱的弹性阻力.在三维立体织造过程中,由于存在多层经纱,并同时引入多根纬纱,立体织造的打纬阻力比传统的平面织造的打纬阻力要大得多.由于打纬力必须大于等于打纬阻力才能完成打纬运动,因此,打纬机构的设计需要计算出打纬阻力的范围.基于积分方法计算一般平纹织物打纬阻力,并根据立体织物的组织特性,推导出立体织物打纬阻力的计算方程,为立体织机打纬机构的设计建立了理论基础.     

上海地区基坑底部粉质黏土回弹变形参数分析

根据压缩试验的回弹—再压缩曲线,得到了根据回弹指数及孔隙比计算回弹模量的理论公式.通过对大量上海地区相关土层勘察资料的统计分析,得到了上海地区⑤层、⑥层、⑧层粉质黏土回弹指数、压缩指数与塑性指数和比贯入阻力之间的线性关系.由于塑性指数和比贯入阻力不受取样扰动影响,可利用这些统计公式估算回弹指数,并结合上述理论公式进一步求得回弹模量.经多个实例验证,此方法精度可满足工程实践需要,且方便可行.研究结果可用于缺少回弹变形试验参数工程的回弹变形量验算.     

深度探讨民族地区土地流转问题及解决思路

本文基于笔者多年从事民族地区土地流转的相关研究心得,以民族地区土地流转问题与解决思路为研究对象,探讨了当前民族地区土地流转中存在的推力与阻力,分析了其对现代农业的影响,最后基于笔者的研究给出了解决思路,全文是笔者长期研究工作基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

乘用车齿轮齿条式的液压助力转向系统匹配

基于齿轮齿条式液压助力转向系统的重要性,根据总布置输入的数据和实测相关数据计算出转向阻力随车速的变化关系.根据转向阻力的分析计算结果对转向泵和转向器进行搭配,并调整匹配转向机特性曲线和转向油泵特性曲线,优化转向系统输出,满足阻力曲线要求.最终得出一种利用经验公式与理论结合建立系统模型进行匹配分析的有效方法.     

超低轨卫星气动阻力特性

以180～300 km超低轨卫星为研究对象,采用自由分子流模拟方法中可准确模拟三维复杂外形的直接模拟蒙特卡洛(DSMC)法研究了典型外形的气动阻力特性.通过不同速度率条件下圆球和平板的理论阻力系数及不同速度率下70°钝体外形的气动实验数据与DSMC计算结果的比较,验证了三维DSMC方法对外形和网格的适应性.针对几类典型的卫星外形的阻力特性进行了计算比较,得出压差阻力、剪切阻力、总阻力及无量纲阻力系数随高度和外形的变化特性.超低轨卫星通过外形的优化设计可降低阻力约10%,能够有效改善其在轨运行特性,且可降低对卫星自身相关系统的设计需求.     

驼峰设计中有关气象资料的选择和计算方法的研究

货车基本阻力和风阻力是设计驼峰的主要依捃。这两项阻力都与气象资料直接相关。因此,气象资料选择计算方法合理与否,对驼峰设计及日常运营工作具有重要意义。本文经过理论分析和对实际气象资料进行选择计算的结果,指出我国现行的气象资选料择计算方法中存在的主要问题,并提出了新的选择计算方法。文中建议的选择计算方法,基本上解决了现行计算方法中存在的主要问题。一些单位的同志们认为,该方法较为合理,切实可行。应建议铁道部有关单位试行后采纳。     

水平管气水两相流分相界面识别

气液两相流中界面波动的存在,使得两相流的传热、传质及阻力特性发生很大的变化,因此对气液两相流界面波动理论和实验的研究有着重要意义.基于电阻层析成像(ERT)技术将独立成分分析和多尺度分析结合提取水平管气液两相流分相界面波动信息,通过与ERT纵断面成像时间序列的比较分析,并且经过大量的实验验证表明,对水平管气液两相流中的弹状流、分层流、波状流,该方法可有效地获得界面波动信息;对塞状/泡状流提取的独立分量呈现出高频特性,进一步结合多尺度分析可获得界面波动信息.     

考虑NSR及碳税的中欧集装箱班轮航线

对中欧集装箱班轮航线构成及船舶运行参数进行分析,设计在北极东北航道(NSR航线)通航期内的NSR-Suez单向环绕航线.对比NSR航线、苏伊士运河航线(Suez航线)以及NSR-Suez单向环绕航线的经济性,考虑欧盟征收碳税的影响,对所得结果进行灵敏度分析.分析认为,NSR-Suez单向环绕航线能兼顾NSR航线与Suez航线的优势,在全年经济测算中必要运费率最低、经济效益最好.研究成果丰富了班轮航线设计、极地研究的相关理论,既可为周期性通航航道班轮航线规划问题的解决提供理论参考,也可为我国北极航线相关决策提供理论依据.     

基于嫦娥一号卫星微波辐射计数据的月球Cabeus撞击坑水冰含量研究

月球极地水冰存在与否、存在形式和存在数量等科学问题,是当前月球科学研究的重要目标之一.2009年10月9日,美国半人马座火箭和卫星相继撞击月球南极Cabeus撞击坑,证实了月球极地水冰的存在,但对其含量、分布范围等的研究还有争议.极地水冰的存在会改变极地月壤的介电常数,而微波辐射计是获取介质介电常数的最有效的工具.因此,根据37GHz频率条件下的月壤被动微波辐射传输数值模拟结果,改进月壤辐射传输模型.对比分析了Odelevsky模型、Wagner和Landau-Lifshitz模型、Clausius模型等8个常用的混合介电常数计算模型,表明Lichtenecker模型与改进的Dobson模型得到的介电常数值相差最大,折射模型得到的结果偏大,Odelevsky模型、强起伏定理与Wagner和Landau-Lifshitz模型、Clausius模型、Bruggeman-Hanai模型得到的结果非常接近.基于Odelevsky模型和改进的月壤辐射传输模拟,建立了月壤体积含冰量与微波辐射亮温的关系.并根据嫦娥一号卫星获取的相应的微波辐射计数据,进行了Cabeus撞击坑水冰含量反演研究.结果表明,改进的辐射传输模型适用于高频条件下的一层月壤辐射传输模拟;月球南极Cabeus撞击坑地区月壤微波辐射亮温为69.93K（37GHz）,相应的体积含冰量约为2.8%.