非规则颗粒形态表征与离散元模拟方法研究

颗粒物质在自然界和人类生产与生活中广泛存在,对于非规则颗粒,其宏观物理力学特性与几何形态密切相关.本文以本课题组和合作者的相关研究为基础,介绍了非规则颗粒几何形态的获取、重构、评价、随机生成以及离散元模拟方法等方面的研究进展.总结了非规则颗粒形态不同获取方法的优缺点;将颗粒二维形态和三维形态分别划分为星形和非星形两种类型,介绍了各类型几何形态的计算几何重构方法;系统总结了非规则颗粒不同层次形态评价指标的定义,及基于计算几何的指标计算方法;介绍了基于逆蒙特卡罗法的二维星形与三维星形随机颗粒生成方法,以及可考虑一阶系数固有关系和其他阶系数经验相关性的二维非星形与三维非星形虚拟颗粒生成方法;对于非规则颗粒的离散元模拟方法,重点总结了颗粒几何形态表示、颗粒接触判断与颗粒接触力计算方法等核心问题的研究进展.     

电磁软接触连铸圆坯结晶器磁场分布数值模拟研究(Ⅱ)——结构参数和操作参数的影响

系统地研究了三维圆坯连铸结晶器内磁场分布,分别考察了结晶器切缝长度、切缝宽度、切缝数和结晶器壁厚等结构参数,钢液液面高度、电流强度等操作参数对结晶器内磁场分布的影响.切缝长度从130mm增加到220 mm,磁感应强度最大值从0.056 T增加到0.071 T;切缝宽度从0.3 mm增加到1.1 mm,磁感应强度最大值从0.058 T增加到0.089 T;切缝数从8增加到32,磁感应强度增加明显,32后不再明显;结晶器壁厚从10 mm增加到19 mm,磁感应强度最大值降低近50%;钢液液面应该位于线圈中心位置从而获得最大磁感应强度;磁感应强度最大值随电流强度线性增加.     

液-液循环流化床制冰过程的(火用)分析

采用水与另一种非相溶载冷流体直接接触换热结冰的液液循环流化床是一种新型动态制取流体冰方法.针对该方法建立了研究床内多相流动与传热过程的数值模拟平台,以热力学第二定律为基础提出了液液循环流化床制冰过程的火用损失计算模型.采用数值试验方法探讨了水滴直径、载冷液体入口温度和速度对系统的制冰能力和火用损失的影响.研究结果发现,减小水滴直径和入口温度可以不断提高循环流化床的制冰能力,但减小入口速度的作用有限,而减小水滴直径是兼顾制冰能力和过程火用损失的最有利途径.     

非接触磁压式位移传感器的研究与应用

针对轴承外圈公差尺寸的非接触式测量,研制出非接触磁压式位移传感器.利用电磁效应和压电晶体原理,实现了各物理量之间的转换,从而得到尺寸参数量,经电路处理输入微处理器,得到尺寸公差信息.利用该传感器可很好地采集零件尺寸公差信息,而且具有测量精确度高、操作简单、适应环境能力强等特点.     

低压供电系统常见故障及相应保护

针对低压供电系统中常见的中性线断线及单相短路（或接地）故障问题分析了故障对电气设备及人身造成的危害,并论述了对故障的防范及保护措施。     

生物接触氧化法处理富马酸废水

采用好氧生物膜接触氧化法处理富马酸废水,用盾式纤维填料作为生物的支持物,研究生物降解富马酸的原理和不同工艺条件对富马酸废水降解的影响．实验结果表明,富马酸的降解符合一级反应规律,最佳的反应气水比为16,控制水力停留时间为8h．当富马酸废水COD和BOD,分别增至l800mg／L和520mg／L时,处理后的废水的COD约为216mg／L,BOD,约为114mg／L,BOD,与COD的比值为0.53．在反应器容积负荷提高到原来的7．6倍,运行40h后,COD去除率约可恢复到70％,表明生物膜接触氧化反应器具有较大的缓冲能力,其抗冲击负荷能力较强。     

高温超导带材临界电流和n值指数非接触测量技术

近十几年来,随着高温超导材料制备技术日益成熟,实用长度Bi系和Y系高温超导线材已经实现了商业化生产,在高温超导电力技术领域研发取得了重要进展,相应的各种超导电力装置实现了示范运行,为实现其商业化运行奠定了技术基础.但是,由于高温超导材料本身具有弱连接、晶粒特性、次相、缺陷等内禀特性,实用长度高温超导带材的临界电流和n值指数不可能做到完全相同.高温超导线材的临界电流和n值指数对超导电力装置的安全运行、稳定性、运行效率等具有重要影响,因此临界电流和n值是描述高温超导带材均匀性的2个重要参量,也是衡量实用高温超导带材质量的重要参数指标.重点介绍实用高温超导线材临界电流和n值指数非接触测量技术的技术进展,提出评价实用高温超导带材临界电流和n值指数均匀性的统计分析方法,为高温超导电力装置的设计、运行提供重要参考依据.     

非连续变形分析方法变分不等式提法的外梯度法

在非连续变形分析法(DDA)中块体之间的接触约束是通过罚函数法实现的,罚乘子的选择是否合理将直接影响到数值计算能否顺利进行和计算结果是否可信.本项研究将接触力作为独立未知量,采用变分不等式描述典型"角-边"格式接触在切向和法向上必须满足的接触条件,将DDA重构为一个变分不等式问题,然后采用外梯度法(extra-gradient method)进行求解,在避开引入罚乘子的同时也无须进行"开-闭迭代",其表达形式紧凑,求解计算过程可避开大规模非线性方程组的求解,只需进行投影操作,通过算例的应用表明该方案是可行的、且可更高精度地满足接触条件.     

高速磁浮试验线汇流排接头方案对比及可行性研究

分析高速磁浮试验线动力轨系统中汇流排接头两种方案,因动力轨系统的中间接头和膨胀接头部分导电后的热膨胀产生接触应力,在满足导轨力学性能的前提下,利用有限元软件,满足接头的导电性能下对比两种接头设计方案螺栓紧固后接头的接触状态。通过计算,分析接头在符合导流、结构支撑功能的基础上,确定最优方案,并计算热膨胀性引起的最大摩擦力,满足设计要求。