大偏心度同轴腔的场分布近似计算方法

提出了计算具有大偏心度的同轴腔体内的场分布数值计算方法。利用算例对该方法与基于有限元方法的软件HFSS进行了比较。结果表明:在计算低阶模式时,两种方法所计算的结果具有很好的一致性,但现提出的方法所需的CPU时间及内存均远小于软件HFSS;而且,对于HFSS在PC机条件下难以计算的诸如频率达上百吉赫兹(GHz)和TE28,16,1之类的高阶模式,提出的方法却仍然有效。     

太阳真空集热管真空度测量模型的特性参数分析

从气体动理论出发,分析了太阳真空集热管真空度测量的负压腔模型的动态特性,并重点讨论了分子速度、热导率等参数与真空度测量之间的内在联系。     

求解不可压缩流动的一种新算法

在Jameson有限体积法的基础上发展了一种模拟不可压流动的数值方法。该算法用四步Runge-Kutta时间推进法直接求解非线性的动量方程,充分利用了良好的非线性收敛特性,并从连续方程出发推导了求解压力的方程,解决了压力与速度的耦合问题。最后用该方法在同位网格上,对二维平板边界层流、二维顶盖驱动方腔层流及二维扩压器管道湍流进行了数值模拟。计算结果与理论值、标准解及试验数据进行了比较分析,从而证实了该方法对模拟不可压流动的适用性,并显示出了编程简单、易于推广、计算效率高等优点。     

离轴共焦非稳腔激光远场分布的腔镜倾斜容限研究

以波函数坐标变换理论和快速傅里叶算法为基础,在考虑腔镜倾斜情况下对离轴共焦非稳腔的光场计算进行了修正。利用修正后的计算方法模拟了腔镜M1倾斜不同角度及不同方向倾斜时远场光强分布,并分析了远场模式的变化。理论分析表明,离轴共焦非稳腔的腔镜倾斜失调容限在顺时针和逆时针方向上是不同的,腔镜M1逆时针倾斜的失调容限大于顺时针倾斜的失调容限,这与共轴共焦非稳腔是有显著区别的     

基于力学咬合的楔形腔锥形光纤耦合封装结构研究

对楔形腔光场传输模式进行对比分析,改变MEMS工艺参数,加工出楔角外侧下边缘带有"齿"的10°楔角楔形腔;设计光纤架与壳体,采用力学咬合的方式,对锥形光纤耦合位置进行固定,实现力学无胶封装,消除了封装材料性能退化对倏逝场产生的破坏,获得了稳定的倏逝场耦合模式,进而得到稳定的高品质因数(Q);封装前后楔形腔倏逝场耦合模式改变微小,Q值不随时间产生退化。使用高速转台对封装结构进行稳定性测试,5g离心转动前后,楔形腔与锥形光纤耦合位置不变。     

内置翅片参数对封闭腔内流体流动与传热性能的影响

为了研究内置翅片参数对封闭腔内湍流自然对流换热的影响,采用RNG k-ε模型数值分析了翅片位置、翅片高度和翅片数量对封闭腔内温度场和流场的综合影响。结果表明：在热壁面上布置1个翅片,热壁面竖向边界层厚度随翅片高度的增大而变厚,但腔体顶部水平边界层结构变化微弱;本文所研究的短翅片高度对热壁面上远离翅片位置处局部传热特性影响很小;在热壁面上距底面2H/6处布置高度为1.5cm的翅片能使得热壁面上平均Nu数获得最大值,在热、冷壁面上距底面及顶面分别为2H/6处各布置1个高度为1.5cm的翅片能达到同样的强化传热效果。但在热、冷壁面上距底面及顶面分别为H/6处各布置1个翅片时,翅片高度过大或过小均会抑制热壁面与腔内气流之间的对流换热过程。本文研究结果对于指导工业工程中封闭空间内流体的冷却或加热具有一定的理论参考价值。     

基于蒸汽腔扩展速度的SAGD产能预测模型

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）是开发稠油的一种重要方式,而产能预测模型又是体现蒸汽辅助重力泄油成功与否的关键。现阶段的对于蒸汽辅助重力泄油产能的研究中虽然考虑了热对流、界面速度不均匀等情况,但却忽视了不同时间因生产制度不同而导致蒸汽腔扩展速度变化,从而影响蒸汽辅助重力泄油的产量。因此基于包含热对流和热传导的蒸汽辅助重力泄油热交换模型,利用观察井温度法计算蒸汽腔水平扩展速度,并最终建立考虑蒸汽腔扩展速度的SAGD两相流产能预测模型。通过与新疆某油田试验区中A井的生产数据对比,检验该模型所计算得到的产量与实际现场数据一致,同时可以快速准确的预测泄油带温度分布以及蒸汽腔前缘位置;通过对产能预测模型敏感性分析得到较大的表观热扩散系数和对流液密度会提高单位生产井产能,而蒸汽腔水平扩展速度应保持在1×10-2 m·d-1到2×10-2 m·d-1之间,蒸汽腔与水平面夹角在30至60度时生产井产量和采收率最大。该研究将理论与实际现场生产紧密结合,为稠油油藏开发提供理论支持。     

基于图论和改进Dijkstra算法的STEP-NC复杂型腔最短刀具路径生成方法

针对STEP-NC(standard for the exchange of product data, STEP ; STEP-compliant numerical control,STEP-NC)复杂型腔的刀具路径生成问题,本文提出了一种基于图论和改进Dijkstra算法的STEP-NC复杂型腔最短刀具路径生成方法.在该方法中,首先根据走刀行距和基本元素的等距偏置,生成STEP-NC复杂型腔封闭等距环.然后,基于图论得到封闭等距环的赋权有向图.最后,利用改进的Dijkstra算法生成STEP-NC复杂型腔最短刀具路径.通过实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

寒武纪冠轮动物化石研究进展与假体腔动物的实证起源*

冠轮动物(Lophotrochozoa,即Spiralia)几乎涵盖了所有的非蜕皮类原口动物,包括许多不同的动物门类。目前主要分为三个支系,即由软体动物、环节动物、纽形动物、腕足动物、帚虫动物和星虫动物门组成的担轮动物(Trochozoa),由环口动物、内肛动物和苔藓动物门组成的群居虫类(Polyzoa),以及由许多小的动物门类组成的扁形动物(Platyzoa)。最近,寒武纪大爆发期间冠轮动物的形态和系统学研究取得了很大的进展,但群居动物和扁形动物两大冠轮分支的化石记录几乎仍是空白。最近,西北大学早期生命研究所对新近收集的400多个瘤状杯形虫(Cotyledion tylodes Luo et Hu, 1999)化石进行了重新研究,表明澄江化石库中早期发现的这类疑难类化石可能代表一类具骨骼的干群内肛动物。研究表明这类生物身体呈高足杯形,由杯形萼部和圆柱形的固着柄组成,固着柄的末端具有盘状的吸盘,用以附着在其他生物的外骨骼或身体上。杯体内具有U型的消化道,两端分别洞开于口和肛门,均包围在由一圈可自由伸缩的柔韧触手组成的纤毛环内。然而与现生的假体腔内肛动物相比,瘤状杯形虫个体较大,身体高度可达8～56 mm,身体表面覆盖一层疏松或紧密排列的圆形或椭圆形的骨片。另外,化石观察表明瘤状杯形虫固着柄的中央具有杯体向后延伸的体腔,属于有体腔类动物。因此,现生内肛动物体腔的丧失可能是衍征(apomorphy),其微型的身体以及解剖和体壁的简化可能是动物小型化作用(miniaturization)的结果,或者是现生内肛动物群居附着生活的适应性演化有关。具骨骼干群内肛动物的发现对理解早期冠轮生物的系统演化和相互关系有重要意义。     

仿蜥蜴机器人单腿运动水动力特性仿真及实验

仿蜥蜴机器人是模拟蛇怪蜥蜴运动方式实现水面行走的机器人,其脚掌的运动特性决定了机器人能否实现水面行走.本文通过构建机器人单腿驱动机构及脚掌模型,运用ADAMS软件分析了机器人单腿驱动机构在不同速度时脚掌处入水特性;利用计算流体动力学分析软件FLUENT中动网格技术,仿真分析脚掌拍水、扑水和恢复运动过程,分析机器人单腿驱动速度与空气腔形成的关系,结果表明转速不低于270 r/min时,脚掌能够形成空气腔;最后在实验室环境下进行机器人水面行走实验,实验结果与理论分析结果相符.