基于多种群遗传算法的涡旋型线误差评定

为了提高涡旋型线的评定精度和效率,基于展成法开发了涡旋型线误差快速测量系统,分别对固定涡旋体和转动涡旋体进行测量.建立了以涡旋中心偏差和转角偏差为参数的涡旋型线径向误差数学模型.分别采用不同的优化算法对涡旋型线误差进行了评定,评定结果表明:多种群实数编码遗传算法(RMGA)对固定涡旋体和转动涡旋体涡旋型线误差评定结果分别为13.01和11.48μm.RMGA能满足涡旋型线误差的评定精度和效率.     

电流作用下YBCO颗粒膜的非平衡微波响应

从二维Josephson弱连接网络模型出发 ,讨论了二维超导体系的磁通“涡旋 -反涡旋”束缚对的激发问题 ,给出了当I≈Ic 时 ,涡旋对之间最大能与最小能之差ΔE比较大 ,而当I≥Ic时 ,ΔE=0 ,这说明当外界电流大于临界电流时 ,磁通涡旋甚至可以在 0K下也能被激发 .并进一步讨论了涡旋在电流作用下的激发问题 ,给出了自由涡旋的密度分布n(I ,T)的温度分布图 .对比高温超导体的非平衡响应曲线图 ,发现两者具有相似的分布特征 .该结果表明 ,高温超导体的非平衡响应与磁通“涡旋 -反涡旋”束缚对的激发有关     

Rossby涡旋的旋转浅水实验模拟及模型方程解

在具有自由表面的旋转抛物面浅水实验系统上进行了可重复的系列模拟实验，在旋转随动坐标系中拍摄的照片和功率谱分析表明，确有大尺度持续存在的涡旋产生、漂移与演化。受多次实验的启发，从流体动力学基本方程出发，在一定的实验条件下提出一个半经验模型，近拟求出了Rossby弧立波涡旋解。     

龙卷风风场的试验模拟

为试验研究龙卷风气流特性及其作用于结构上的风荷载,建立了新型龙卷风模拟器(TVS).该模拟器主要由顶部悬吊的控制风机、环状管道以及导流板组成;并设置水平轨道,使其可以0.4m·s-1的最大速度在水平方向移动.基于该龙卷风模拟器,试验中采用眼镜蛇探头测试了涡流比从0.11到0.54(导流板角度20°~60°)情况下的龙卷风风场,并与1998年5月30日发生在南达科他州Spencer的龙卷风,1999年5月3日发生在俄克拉荷马州Mulhall的龙卷风以及2003年6月24日发生在南达科他州Manchester的龙卷风多普勒雷达观测数据进行了比较.结果表明切向速度和静压均符合真实龙卷风分布.由此说明该模拟器可产生稳定的龙卷风涡旋,可用于龙卷风风场的模拟.     

涡旋压缩机轴向动态间隙的实验测量

设计了采用电涡流位移传感器测量喷水涡旋空气压缩机轴向间隙的实验方案和步骤.传感器采用偏移安装的方式,避免了动涡盘可能对传感器探头造成的损坏,并阐述了安装要点.编制了基于虚拟仪器技术的数据采集系统来记录和保存实验数据.测量结果表明:喷水涡旋空压机的轴向间隙在不同转速下变化较大,低转速和高转速下的典型值为75 ìm和49 ìm;涡旋空压机轴向间隙比涡旋制冷压缩机的轴向间隙大.测量结果输出波形的频率能够反映动涡盘掠过探头的时间间隔,因此可以用电涡流位移传感器测量涡旋压缩机的转速,提供了一种测量压缩机转速的方法,可对变速压缩机动态特性研究时转速值的确定提供帮助.总的来说,电涡流位移传感器结构简单、灵敏度高、静态和动态性能好、输出信号强,可以满足涡旋压缩机轴向间隙的小位移量的测量要求.     

双涡旋齿涡旋机械渐变壁厚型线的构建

为提高双涡旋齿涡旋机械的综合性能,通过对渐开线类和螺线类涡旋型线生成过程和啮合特性的分析,利用变径圆渐开线和代数螺线分别构建了能够实现正确啮合的渐变壁厚双涡旋齿,并给出其生成方法和型线方程.讨论了涡旋齿壁厚变化规律的影响因素,得到了渐变壁厚单涡旋齿和三涡旋齿.研究结果表明,中心齿头处齿壁较厚的渐变壁厚涡旋齿不但具有面积利用率高和内容积比高等优点,而且其壁厚的变化规律与工作腔内气体压力的变化规律一致,具有较好的热力性能,更适用于双涡旋齿涡旋机械.     

离轴高斯涡旋光束的轨道角动量研究

由近轴光束理论,推导了离轴高斯涡旋光束在质心坐标中轨道角动量的解析表达式,在此基础上对离轴涡旋光束轨道角动量的分布及其传输进行了研究,数值研究表明,观测平面上离轴涡旋光束的轨道角动量的分布不再具备圆对称的特点,轨道角动量为0的等高线为封闭曲线,其内部区域轨道角动量数值为负,外部为正.随着传输距离的增加,远场区观测平面上轨道角动量的分布逐渐演变为近似左右对称的情形,拓扑荷数越大,演变的速度越快.另一方面,离轴距离也会影响到轨道角动量的分布,在确定的观测平面上,离轴距离越大,观测平面上轨道角动量极小值(负区域)的模值会越接近轨道角动量的极大值(正区域).该结论在研究离轴涡旋光束与微粒作用时能提供指导意见.     

变基圆渐开线涡旋体热弹性耦合分析

文章以汽车空调涡旋压缩机为研究对象,重点分析了变基圆渐开线涡旋型线的几何理论,建立了变基圆渐开线涡旋型线的方程;利用有限元分析软件ANSYS,在气体温度和压力耦合载荷工况下,对比分析了定、变基圆渐开线涡旋体的应力和应变。研究结果表明,在相同制冷量的条件下,变基圆渐开线涡旋体的结构特点优于定基圆渐开线涡旋体,能够更好地适应压缩机的复杂工况条件。     

北京一次暴雨过程数值模拟和诊断分析

2012年7月21日10:00-22日02:00,北京地区出现了一次历史上罕见的特大暴雨天气过程,对当地人民的生命财产造成了严重损失.采用新一代中尺度数值预报模式WRF V3.3.1对这次极端降水天气过程进行数值模拟研究,并运用模式输出结果对其发生、发展机制进行了研究.主要结论有:WRF模式能够较好地模拟出这次暴雨的落区、暴雨中心、24 h累积降水量等;此次强暴雨过程主要是由低空中β尺度涡旋造成的,即中β尺度涡旋随时间的演变决定降水落区及降水强度;最后利用相对螺旋度诊断了整个降水过程,结果显示相对螺旋度的变化对降水增强的临近预报具有明显指示意义.     

河道交汇区涡旋结构研究

利用粒子图像测速技术(PIV)实现了基于涡量的剪切层和分离区位置的精确确定,同时对汇流区水平面内的涡旋结构进行系统观测和分析。研究发现:剪切层和分离区近水面和近底面水深平面的涡旋密度大,水深中部的涡旋密度小;支流流量增大的情况下涡旋密度均增大。槽底壁面湍流是近底面涡旋密度大的主要原因。剪切层由水流剪切产生的剪切涡以小旋转强度涡旋为主,分离区由水流分离产生的分离涡以中等及小旋转强度涡旋为主。