列车绕流的瞬态与稳态数值模拟对比

采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)和基于雷诺平均(Reynolds Average Navier-Stocks,RANS)的SST(Shear Stress Transport)k-ω湍流模型,分别对高速列车单车明线运行进行瞬态和稳态的仿真计算,通过与实车测试数据比较对数值模拟进行了验证.对比分析LES和RANS的计算结果发现:对于车头表面测压点,LES和RANS都能给出高精度的计算结果,且LES的瞬态计算结果表明,表面压力最大值在一个很宽的范围内波动;对于列车绕流结构,LES较RANS表现出更强的小尺度涡的捕捉能力,尤其表现在复杂的尾流区;通过气动力系数的傅里叶变换分析了波动的频域特性.LES在较复杂列车模型外流场模拟中的高计算精度,及其广泛的结果信息可以为列车的系统耦合设计提供可靠的数据参考.     

大变形弹塑性梁的刚 柔耦合动力学特性

研究了大变形弹塑性梁的刚 柔耦合动力学特性.从弹塑性梁的非线性本构关系和非线性应变 位移关系出发,给出了曲率的精确表达式;基于绝对节点坐标法,用虚功原理建立了大变形弹塑性梁的动力学变分方程;用有限元法对梁进行离散,建立了大变形弹塑性梁的刚 柔耦合动力学方程.对重力作用下的柔性单摆进行数值仿真.结果表明,弹塑性梁的横向变形呈现平均值大和振幅衰减的特征,计算结果较基于小变形理论的一次近似模型稳定,适用于大变形问题.
     

高矿化度油田采出水中的碳酸钙结垢动力学

CaCO3是油田采出水中常见的结垢物质,NaCl是其中常见的矿物质。采用pH法研究NaCl溶液中CaCO3结垢动力学,利用PHRQPITZ程序将实验测得的pH值-时间（φpH～t）数据转换为钙离子浓度-时间（c（Ca2＋）～t）数据,采用DJ方程来表征CaCO3结垢动力学,考察了NaCl浓度对CaCO3结垢过程中的反应速率常数和反应级数的影响,给出了反应速率常数、反应级数与体系离子强度的经验关系式。结果表明,NaCl对CaCO3结垢过程起阻滞作用。     

垃圾渗滤液的微波增效GAC载铁催化Fenton氧化处理

以载Fe2+颗粒活性炭(GAC)作为催化剂,采用微波增效Fenton试剂氧化工艺处理老龄垃圾渗滤液;以COD和NH3 -N的去除率为指标,分析了Fe2+负载量、GAC用量、微波处理时间、微波处理功率、H2O2用量以及处理液pH值对垃圾渗滤液Fenton氧化处理效果的影响,并进行微观分析及动力学探讨.结果表明:微波可以增强Fenton氧化效果,并促进渗滤液中胶体的絮凝,其中COD主要通过催化氧化作用去除,而NH3-N主要通过絮凝、吸附作用去除;当Fe2+的负载量为33.32 mg/g、GAC用量为10g/L、微波处理功率为720W、微波处理时间为30 min、30％H2O2的用量为0.10 mol/L、溶液初始pH=3时COD和NH3-N的去除率最高,分别达93.01％和85.76％;处理后垃圾渗滤液中有机污染物特征峰消失或大幅减弱,处理效果较好.文中还根据实验结果初步建立了微波增效Fenton试剂氧化反应的动力学模型.     

原地跳跃的动力学问题

本文建立人体的四刚体模型,分析原地跳跃运动。将各关节角取作广义坐标,其中膝关节角作为控制变量,其变化规律根据实际跳跃过程的摄影记录确定。利用动力学方程确定其它关节角及蹬地力的变化规律,并计算离地时刻及相应的腾空高度。根据实际人体参数的数值计算结果可以解释原地跳跃运动的腾空高度与肌肉最大收缩力、爆发动及人体参数之间的关系。     

基于机械系统动力学自动分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析

钻柱在高曲率、长水平段的水平井中与井壁接触状态十分复杂,接触状态又直接影响钻进过程中钻柱的摩阻扭矩,进而影响井的延伸极限。因而,较准确、全面描述全井钻柱系统与井壁的接触状态是保证钻柱摩阻扭矩分析结果可靠的前提。基于ADAMS软件,结合力平衡理论、Hertz接触理论和相似原理,建立了与真实测试试验装置具有一致钻井参数的水平井全井钻柱-井壁动态非线性接触模型,分析了全井钻柱接触力分布情况,研究了起钻速度、下钻速度、钻压和转速对接触的影响规律。结果表明：接触力峰值出现在弯曲段;起、下钻速度均对弯曲段钻柱接触状态影响明显,速度相同时起钻比下钻时接触力大;增加钻压可减小全井钻柱的平均接触力;钻柱旋转会在水平段中前部出现小幅密集接触。仿真结果为钻柱摩阻扭矩测试试验装置提供了合适的钻柱与井壁的接触力测量位置,便于利用该装置开展钻柱摩阻扭矩等相关研究。     

耦合的Belousov-Zhabotinsky化学体系动力学行为的研究

对通过变量耦合的Belousov-Zhabotinsky-CSTR混沌体系进行了细致的数值模拟研究，包括单向耦合和双向耦合两种方式，以及单个变量的耦合和全部变量的耦合等不同类型。得到了一系列丰富的动力学行为，包括超混沌、混沌同步、周期振荡等，并通过计算横截Lyapunov指数对所得的同步进行了表征。数值模拟结果与已有的实验结果定性一致。     

各向异性厚壁圆筒的磁弹性动力学问题的解析解

给出了在横向磁场作用下,各向异性厚壁圆筒磁弹性动力学问题的解析解,磁弹性运动平衡方程中考虑了惯性效应和横向磁场中的Lorentz力的影响,利用相应的有限Hankel变换和Laplace变换,求得在横向磁场作用下,各向异性厚壁圆筒的动应力响应历程及筒体内磁场矢量扰动响应规律。     

Cu-Al-Ni-Mn-Ti合金相变弛豫特性的研究

文章研究了Cu-Al-Ni-Mn-Ti多晶形状记忆合金的相变弛豫特性.实验结果表明,合金的相变内耗峰实际上由2个不同的内耗峰组成,低温内耗峰的峰值与频率对数呈现峰形函数关系,随升温速率的增加,频率峰向高频方向移动,相变弛豫时间减小;高温内耗峰的峰值与频率倒数成直线关系,随升温速率的增加,直线斜率变大,表明低频测量时升温速率对相界面法向运动的驱动作用更强.     

计及电动斥力效应的低压塑壳断路器机构动力学仿真

采用基于多体动力学原理的软件包ADAMS，建立了低压塑壳断路器操作机构的动力学模型，并通过实验测试了该型号断路器的机械性能．结果表明，所建模型的输出特性与实验结果吻合很好，证明了仿真模型的正确性．该模型的建立对于研究断路器的瞬态特性具有重要意义，为研究电动斥力对断路器机械特性的影响及机构的优化设计提供了良好的平台．利用霍尔姆公式和三维有限元分析软件ANSYS，计算短路开断过程的电动斥力，分析了短路情况下电动斥力对低压断路器开断过程的影响，实现了机电耦合．由于电动斥力的作用，机构短路情况下的动作时间比手动脱扣缩短了约2ms．