Krylov隐式积分因子法在火焰加速数值模拟中的应用

基于描述可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰的Navier-Stokes方程组,针对非刚性的对流扩散项及刚性的反应项之间的不同时间尺度,从而导致了直接数值模拟十分困难的问题,构造了Krylov隐式积分因子法（IIF）进行直接数值模拟,对刚性的反应项采用隐格式,非刚性的对流扩散项采用显格式,从而减少了计算步数,提高了计算效率,对于由隐格式带来的方程组,采用Krylov子空间映射来降低方程组的阶数使得计算量减小,数值模拟结果与实验结果相吻合.研究结果表明,IIF方法可以较好地应用于NS方程组的数值模拟中.      

瓦斯爆炸炭黑结构及产生机理分析

瓦斯爆炸过程中视窗处出现的亮斑现象,分析确定为爆炸过程中产生的有高热辐射特性的炭黑。利用低温液氮吸附比表面积分析仪、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和傅里叶红外光谱等方法,分析了瓦斯浓度下爆炸产生炭黑的孔径分布和表面结构。研究结果表明,炭黑的比表面积为1.507m2·g-1（DFT）,总孔容为4×10-3cm3·g-1。SEM图像显示炭黑颗粒由大量球状物聚集体组成,直径在4~50μm。颗粒表面孔隙高度发育,部分表面有熔融烧结特征;TEM扫描结果显示形成聚集体的颗粒直径大都在100nm左右,粒子间彼此结合,形成链枝结构的炭黑聚集体,放大到8nm可以明显看到初级粒子内部有石墨状的晶格条纹;红外光谱分析结果表明炭黑颗粒内含有大量芳香烃结构,C-H、C-O结构、芳香族及取代苯官能团广泛存在。      

旋转爆轰发动机的有效工作直径设计

采用单步化学反应模型,忽略黏性、热传导和扩散效应等对流动的影响,对流项采用5阶WENO格式进行离散,时间步进采用3阶精度的Runge-Kutta方法,对以H₂/Air为反应混合物的旋转爆轰发动机进行二维数值模拟,研究发动机有效工作的直径范围.研究表明:旋转爆轰发动机在特定条件下的临界直径为0.51倍的轴向长度l,只有大于临界直径时发动机才能正常工作;且随着直径增大,发动机推力、比冲、爆轰波高度和传播速度逐渐增大;通过Lagrange二次插值得到发动机直径上界的近似值为2.80l;以l作为长度单位,得到旋转爆轰发动机有效工作的直径范围为:0.51 ≤ L* ≤ 2.80.      

双层泡沫陶瓷抑制瓦斯爆炸研究

为有效抑制煤矿瓦斯爆炸产生的冲击波,自行设计、搭建了瓦斯爆炸圆形大尺度管道实验系统,对8%浓度的瓦斯预混爆炸过程中多孔泡沫陶瓷对冲击波的抑制特性进行了研究.研究结果表明：泡沫陶瓷的多孔结构通过弹性形变和塑性形变吸收瓦斯预混爆燃的冲击波能量,实现抑制、衰减冲击波的效果.泡沫陶瓷层数、厚度和位置对抑制瓦斯爆炸传播均有一定的影响,其中层数影响尤为显著,双层布置时爆炸冲击最大超压下降速度更快、梯度更大;设置位置距点火端的距离3 m至4 m的范围内可以成功抑制爆炸的发展和演化;泡沫陶瓷厚度对爆炸冲击波趋势影响并不明显,而对最大超压数值有影响,相比50 mm厚,30 mm厚的泡沫陶瓷最大超压衰减率更大,抑爆效果更好.     

关节镜和磁共振成像在评价膝关节软骨缺损中的价值分析

目的研究关节镜和磁共振成像测量膝关节软骨缺损的特点及临床诊断价值.方法回顾分析通过手术确诊为膝关节软骨缺损的65例患者临床资料,术前行磁共振成像检查,根据情况行膝关节清理术和软骨缺损修复术,术中行关节镜检查膝关节软骨缺损情况和缺损面积,对软骨缺损行Noyes分级,并与磁共振成像进行对比.结果 MRI和关节镜测量缺损病灶均为163个,人均2.51个,差异无统计学意义(t=0,P=1);MRI测量股骨滑车、内侧和外侧股骨髁软骨缺损面积均小于关节镜测量面积,差异具有统计学意义(P0.05);2名影像科医师采用MRI的FSE序列对软骨损伤进行分级,与关节镜分级相一致的均为50例(76.92%);以关节镜作为诊断金标准,MRI诊断敏感度为81.83%,特异度为86.12%,准确度为84.31%.结论关节镜为微创检查,在单纯膝关节软骨缺损诊断中具有局限性,而磁共振成像为无创检查,是术前诊断的常规手段,在显示病灶数目和病灶特征上与关节镜检查相一致,但在缺损面积、缺损范围、缺损程度等方面较关节镜仍有差异.     

攀西某芒果产区土壤重金属污染评价

本研究以攀枝花市盐边县某芒果种植区为研究区,采集47个表层土壤(0~20 cm)样本,测试Cd、As、Cr、Cu、Ni和Pb 6种重金属元素含量。研究首先采用单因子污染指数法,然后采用内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法评价了采样区的土壤重金属污染程度,最后应用ArcGIS软件分析并绘制了研究区土壤污染程度空间分布图。结果表明：研究区Cd全部超标,As、Cu和Pb少量超标,仅Cr和Ni符合国家土壤环境质量标准要求。6种重金属含量的平均值均超过四川省土壤元素背景值;中部居民区附近Cd浓度较高,研究区北西侧、南西侧As浓度较高,中部Cr、Cu、Ni和Pb浓度高于东西两侧;单因子污染指数评价结果表明研究区Cd处于中度-重度污染,研究区As处于轻微污染;内梅罗综合污染指数评价结果表明研究区处于中度污染和重度污染的点位比例各占34.04%和65.96%;Cd、As、Cr、Cu、Ni和Pb单项潜在生态危害指数依次为980.069、18.486、1.983、5.005、6.285、4.640,综合潜在生态危害指数在777.344~924.348之间,总体呈现的潜在生态危害较强。研究表明,重金属Cd对芒果种植区的土壤环境存在一定威胁,建议采取措施进行防控。     

超疏水性织物的制备及其在油品回收领域的潜能

 超疏水性材料因其广阔的应用前景而备受瞩目。本研究采用一种简单可行、成本低廉的方式,同时赋予织物超疏水性能、热稳定性能及抗紫外线性能。结果表明,处理后的织物表面与水的接触角可达（151.5±2）°,紫外光透过率低于2%。经热重分析仪分析发现,该织物的热稳定性能亦得到明显提升。值得注意的是,该织物在油品回收领域展现了十分突出的潜能,可以有效地从水油污物中回收油品。     

体内张拉成形屋架垂跨比和矢跨比影响分析

为了改善体内张拉成形屋架受力性能,根据结构张拉成形后的矢跨比和垂跨比组合的不同,建立了20个计算模型.选用APDL参数化设计语言编程分析垂跨比及矢跨比对结构受力特点的影响.研究表明:随着结构矢跨比的增加和垂跨比的减小,上弦中间单元成形轴力、弯矩和截面应力逐渐增大,而受荷状态则是在此基础上叠加相应轴力;成形阶段以弯曲应变为主,截面拉应力和压应力较为接近,表现为轴压力很小,受荷阶段以轴向压应变的增加为主,表现为轴压力很大.选取适宜的矢跨比和垂跨比组合可以改善体内张拉成形屋架受力性能.     

室温Φ=120°等径弯曲通道变形工业纯钛的力学性能

采用模角Φ=120°的模具,以BC方式(两次挤压道次之间试样绕纵轴沿同一方向转动90°进行下一道次挤压)在室温下成功实现了工业纯钛8道次等径弯曲通道变形(ECAP),对挤压过程中各道次试样的微观结构及性能进行了分析测试. 结果表明:工业纯钛经8道次ECAP变形后,抗拉强度由407 MPa升高到791 MPa;显微硬度由1 588 MPa升高到2 641 MPa;并保持良好的塑性,伸长率为19%.     

基于冷冻切片的下颈椎C4～C7段有限元建模及验证

为了进行颈椎生物力学深层研究,提出了基于冷冻切片图像建立人体下颈椎三维有限元模型的方法.采用逆向工程手段,构建了具有皮质骨、松质骨、椎间盘、小关节面等复杂结构的颈椎多节段模型.通过施加生理载荷,模拟颈椎前屈-后伸、侧弯、扭转以及轴向压缩等受力状态.结果表明,模型具备了较高精度的解剖学结构和形态学结构,其有效性也得到了验证,能够用于更为复杂的颈椎生物力学研究.