黄河下游游荡段床面冲淤与滩岸变形耦合模型

黄河下游游荡段滩地面积远大于主槽面积,约占河道总面积的80%以上.该河段汛期河床调整幅度较大,因此床面冲淤与滩岸变形是游荡段河床演变的重要特点.本研究将一维水沙输移及床面冲淤计算模块、滩岸崩退及淤长计算模块结合,建立了能同时模拟纵向床面冲淤及横向滩岸变形的一维耦合数学模型.采用该模型分别计算了2006年和2018年黄河下游游荡段的河床纵向与横向变形过程,用于模型率定与验证.计算结果表明,该模型能够较好地反演出研究河段内的水沙输移过程,三个水文站计算与实测流量、水位及含沙量的纳什效率系数均在0.6以上,最大可达0.97;能够总体上模拟出滩岸发生崩退及淤长的宽度,计算与实测的河段平均主槽宽度的相对误差控制在1.5%以内;滩岸变形量与河床冲淤量在同一量级,因此滩岸崩退及淤长过程对于黄河下游游荡段水沙输移及河床冲淤变形计算具有重要影响.     

大气压脉冲调制微波发卡氩等离子体射流的电离行为研究

大气压微波等离子体射流具有高密度、高活性的优点,但是难以调制出特定需求的等离子体射流形貌,从而限制了微波等离子体射流的应用范围.本文构建了脉冲微波发卡谐振放电装置,产生了大气压脉冲调制微波氩等离子体射流.实验表明,脉冲调制微波等离子体射流存在三种典型的放电形态:当脉冲频率为10 kHz时,氩等离子体射流呈现周期性变化,且在发卡的开口端形成了拱形的等离子体形貌;当脉冲频率为30 kHz时,氩等离子体射流呈现非周期性变化,等离子体形貌为月牙形;当脉冲频率为60 kHz时,氩等离子体射流呈现大尺度非周期性变化,此时形成了类椭圆形等离子体形貌.此外,微波瑞利散射实验测定了氩等离子体射流的时空电子演化过程,得出电子密度峰值为4.06×10²¹m^-3,电子数在10¹³的量级且随入射功率呈周期性变化.结合实验和仿真结果,三种放电形态的形成机制可归因于局域增强电场的共振激发、微波等离子体射流中的电离波推进、脉冲调制微波氩等离子体中不同粒子的时空分布等共同作用.     

大型射电望远镜天线发展动态及机电耦合应用

射电天文望远镜作为射电天文学中不可或缺的仪器,其平稳运行至关重要.本文首先以引力波的发现、中子星的合并以及首张黑洞照片的拍摄等重大天文发现为切入点,介绍了射电望远镜在射电天文学中的重要性.同时,随着射电天文学步伐的前进,射电望远镜也需要朝着更大的口径和更高的指向精度方向发展,这也使得其中的机电耦合关系愈发紧密.解决射电望远镜的机电耦合问题,发展机电耦合技术也就成为大口径射电望远镜平稳高效运行的关键.为此,本文概述了近10年来已建成并投入使用的射电望远镜,以及在建和将建的射电望远镜的进展,指出了机电耦合技术在射电望远镜设计制造和观测运行中的重要作用.然后,系统性地总结了近年来机电耦合技术在射电望远镜中的发展和应用.最后,基于射电天文学的发展对大口径射电望远镜天线性能提出的苛刻要求,提出未来机电耦合的研究热点.     

减振垫层温频变动力性能对无砟轨道振动特性影响

以减振垫层为研究对象,首先通过动态力学性能试验,基于高阶分数阶导数FVMP模型并结合温频等效原理,表征减振垫层的温频变特性;然后将该模型应用于车辆-CRTSIII板式无砟轨道垂向耦合系统中;最后分析了减振垫层温频变特性对轨道结构振动响应的影响.结果表明：温度和加载频率对减振垫层的动态力学性能有显著影响,高阶分数阶导数FVMP模型能准确表征这种动态力学行为.在时域响应中,轨道板位移和加速度在FVMP模型下计算的峰值明显大于Kelvin-Voigt(K-V)模型下的峰值.FVMP模型在各参考温度点下轨道板位移的响应呈现出随着温度的降低而减小的趋势,而轨道板加速度则呈现随着温度的降低而增大的趋势.在中高频段内,轨道板的响应表现为FVMP模型下的频域响应大于K-V模型下的频域响应,FVMP模型各参考温度点在该频段内轨道板的响应表现为随着温度的降低而减小的趋势.因此,为提高对轨道结构预测的准确性,有必要考虑减振垫层的温频变特性.     

风机叶片结冰对其一体化结构动态响应影响的数值分析

基于美国可再生能源实验室的导管架式一体化海上风机模型,将计算流体力学(CFD)方法与风机一体化分析方法进行耦合,研究叶片结冰过程及其结冰后对风机整体动态性能的影响.首先将一体化分析得到的叶片运动姿态输入到CFD中,采用离散多相模型和融化-凝固模型进行三维风机叶片覆冰增长模拟,然后应用k-ε湍流模型计算结冰前后的气动性能,最后将叶片覆冰后的气动载荷结果返回到一体化分析方法中,分析叶片结冰对风机整体响应产生的影响.计算结果表明,叶片沿叶展方向结冰呈线性增加,结冰主要集中在叶片前缘,叶尖处积冰最厚;覆冰后叶片各剖面翼型升力系数降低、阻力系数升高.叶片结冰会降低整机功率、转子的转矩和转速,叶尖和塔顶产生额外振动响应,风机达到额定功率所需风速增大.     

光圈性能测试系统的总体设计

系统解决了设定指定光强,以及光强连续变化、目标景像高照度模拟、目标图像高分辨率采集等问题。介绍了光圈性能测试控制系统的硬件组成和功能及软件的结构,对电气控制部分和光学耦合系统的设计进行了详细的讨论。该装置已经通过用户验收,实践表明:各项性能指标均符合要求,使用效果良好且性能稳定可靠。     

基于谱元模型的带斜坡覆水场地地震动效应分析

涉水结构抗震设计中对动水压力的计算,传统上都是基于水下结构运动时与静止水体之间的相互作用确定的,而地震波在水体中传播引起的自由水场运动亦将对水下结构产生动水压力作用,其效应有待深入研究.本文中,笔者选择河流场地作为研究对象,通过Legendre谱元法模拟地震动在带有斜坡的覆水场地中的传播过程,研究斜坡坡度、水深、入射波...     

增压柴油机耦合条件下的环境影响研究

将增压柴油机与冷却系统综合考虑,分析了大气环境对增压柴油机与冷却系统的影响机制,提出了增压柴油机与冷却系统的耦合建模方法.采用GT-Suite软件建立了耦合仿真模型,并通过实验数据对模型进行了校核.在此基础上通过改变环境条件,得到了不同环境条件下增压柴油机的性能变化规律,并与非耦合模型进行了对比分析.结果表明,采用耦合模型能够考虑环境变化引起的冷却系统变化对增压柴油机的影响,在典型环境地区,耦合模型受环境影响要明显大于非耦合模型,用两种模型计算所得到的结果差异最大可达15%左右.     

乡村振兴—乡村旅游响应度和耦合机制研究——以吉林抚松为例

以抚松县为研究对象,构建了乡村振兴和乡村旅游两大系统综合评价指标体系,引入熵值法、耦合协调模型和响应度模型对抚松县2010—2019十年乡村振兴和乡村旅游综合发展水平、耦合协调情况以及响应度进行了实证研究。研究结果表明：抚松县乡村振兴和乡村旅游两大系统间的耦合度较高,具有较强的依存关系。2012年为其耦合协调度由失调转为协调的转折点。乡村振兴对于乡村旅游的响应指数均为正向变化,响应度变化先升后降,乡村振兴的进程跟不上全域旅游的发展速率。抚松县需进一步整合乡村旅游资源,提升乡村振兴水平,实现二者协调发展。     

高频交流电晕等离子体降解农用地膜的特性研究

地膜的使用为农业发展带来了极大的便利,但大量的残膜同时也造成了极为严重的白色污染,而目前针对残膜的降解处理研究又极为缺乏。低温等离子体降解技术作为一种高效、绿色的污染物处理方法,可以通过在反应空间生成大量高能电子和活性物质对污染物进行降解。本文首先采用高频交流针板电晕放电结构,针对电极结构进行优化设计,提高反应空间内的电场强度的电子密度。然后通过电晕等离子体降解技术对地膜进行处理,最后对比了不同的放电功率、空气湿度、针膜间距、放电间距对地膜降解的影响效果。研究结果表明,针尖的形状和针针之间的距离会对电子密度和电场强度造成不同程度的影响,当针尖斜率为3.33,针针间距为12mm时,电子密度和电场强度最大,分别为1.55×1013m-3和1.2×106V/m;放电功率的增大会导致空间内能量密度的提高,从而提高空间内高能电子和活性物质的产生效率,提高地膜的降解效率,当输入功率为64W时降解效率达到0.96%,但能量效率会随着输入功率的升高先增大后减小,当输入功率为56W达到最佳能量效率为34.29(μg/w·h);空气湿度的增加不仅会导致放电形态发生变化出现稳定的微放电,也会提升活性物质的产生效率,当空气湿度达到70%RH时,地膜降解效率提升1.04倍;地膜与针尖的之间的距离也会导致稳定的微放电产生,将降解效率由0.43%提升至1.02%;此外,针板电极的间距也会对降解效率产生影响,当放电间距为15mm时可以达到最佳的等离子体的辐射范围和辐射强度,使降解效率和能量效率均达到最大,与仿真条件一致,分别为2.3%和68.18(μg/w·h)。