投弃式海流剖面仪探头流场TRPIV测量

 投弃式海流剖面仪(eXpendable Current Profiler,XCP)探头是最新型的投弃式海洋环境剖面测量探头,在海洋调查、科学研究以及军事上有着重要应用。XCP探头在海水中的姿态直接影响海流测量精度,因此试验研究探头水下姿态对投弃式海流测量技术发展有重要意义。本文通过搭建试验装置,应用高时间分辨率PIV(Time Resolution Particle Image Velocimetry,TRPIV)技术在室内低速循环水槽测量了XCP探头水平截面的二维瞬时流场和平均流场。分析了不同旋转速度比及雷诺数对流场的影响,进而根据马格努斯效应分析了XCP探头受到的侧向力。试验结果表明,探头受到的侧向力与旋转速度呈正比关系,并且随雷诺数的增加探头受到的侧向力也增加了。据分析结果可知,实际工作中探头穿越不同的海流层下落时受到变化的侧向力作用,并导致其在海水中以倾斜状态下落。试验结果可为XCP探头在下落过程中倾斜情况的估计提供参考和依据。     

一种新型消力池布置形式——多股水平淹没射流

在对消能机理较深认识基础上提出了一种既有高消能率,又能明显减小消力池底板冲击压力及临底流速的新型消力池布置形式,它明显不同于底流消能．这种新的布置形式有较高消能率的原因是人为制造了更多的剪切消能区;能明显减小消力池底板冲击压力及临底流速的原因是在合理的体形下,能保证入池水流以近似水平的方向,以射流的形式在消力池内运动,避免了高速水流直接冲刷消力池底板．通过大量的模型试验研究后发现,水平方向窄而垂直方向厚的入射水流适应水位变化的稳定性较好,能始终保持水平淹没射流状态,宽而扁的水舌适应水位变化的稳定性较差,容易随下游水位的升高或降低而潜底或上漂．采用数值模拟的方法对这种新型消力池的水力特性进行了较为深入的研究,消力池水面线、临底流速以及底板压力等的计算结果与试验结果符合较好,结合模型试验及数值模拟,对这种消力池的流态进行了较为详细的分析研究,得到了不同情况下比较详细的流场特性,与实验现象极为吻合．     

基于Fluent的旋风分离器流场模拟与影响因素分析

为了直观模拟旋风气水分离器内流场并评估分离性能,以伊普思实业有限公司旋风分离器为例,运用Fluent软件对其进行全三维数值模拟。选择雷诺应力湍流模型得出旋风分离器内部气水两相流的运动情况和分布规律,并详细分析了不同工况和分离器尺寸对进出口压降和分离效率的影响。结果表明：在起旋器的导向作用下,压缩空气螺旋向下运动,形成外旋流,随后向中间区域聚集,从出口排出,对于10μm及以上的大颗粒液滴,分离效率接近100%。入口流量和管径对进出口压降影响较大,对于流量较大的工况,适当增加分离器高度或管径有利于降低进出口压降。     

新型直旋混合射流破岩特性及机理分析

为了揭示直旋混合射流的破岩机理,开展了直射流、旋转射流与直旋混合射流的冲蚀实验,并利用3DPIV测试系统获得了3种射流的速度场,通过对比分析相同靶距下冲孔深度及射流速度沿径向的分布规律,揭示了直旋混合射流的损伤破岩特性。结果表明,直旋混合射流可消除旋转射流的中心低速区和冲孔的中心凸台,该射流沿径向的分布宽度和破岩直径大于直射流,射流结构可分为直射流区、强旋射流区、弱旋射流区和外围射流区。直射流区的冲击破岩能力主要取决于射流能量;强旋射流区具有较大的径向和切向速度,当对岩石施加径向张力和周向剪力且在其合速度小于直射流的情况下,该区破岩深度仍可达到直射流区破岩深度;在弱旋射流区,受直射流和强旋射流的共同作用,岩石强度降低,但当三向速度均较小时亦能有效破岩;外围射流区主要是通过返回流携带岩屑对孔壁起磨削作用。     

新型太阳能电池烧结炉的研制

该文介绍了一款新型的太阳能电池电极干燥及烧结炉.通过全新的炉内气流流场及排气系统结构设计,减少挥发性有机物在炉内的积聚从而大幅 延长保养周期.通过使用新型冷却器大幅 增加冷却斜率,增强冷却效果,同时降低了制造成本.通过滚刷系统替代了超声波系统,实现了传送网带的实时清洁且降低了成本.通过取消炉室和冷却系统的压缩空气,降低了设备的使用成本.     

基于Fluent的铍钯铜复合材料中子靶系统热固耦合分析

电子器件领域中高热流密度电子器件的散热问题已经成为制约高新技术发展的重要因素,简单结构的中子靶系统已无法满足某类电子器件的散热需求.为此,设计和开发了新型高效的微通道铍钯铜复合材料中子靶系统,利用液体冷却技术解决了铍钯铜复合材料的散热问题.运用ANSYS Fluent和Static Structural仿真软件中湍流模型和有限元分析方法,对比分析了不同结构的铍钯铜复合材料中子靶系统的流场及其热应力分布,优化设计出结构紧凑、换热性能好的微通道铍钯铜复合材料中子靶系统.     

气态场动态监测与ESPI连续拍摄存储系统

为了实现气态流场的动态监测,开发设计了一套电子散斑干涉 (ESPI) 连续拍摄存储系统.这一系统由双光束激光散斑干涉光路、计算机摄像系统和相应软件组成.应用这一系统对酒精灯火焰作了动态监测和温度场处理,图像采集速度达10帧/s.     

用离散涡方法模拟喷嘴出口射液流场的数值模型

根据流体力学原理,用离散涡方法建立了在复平面上模拟嘴出口流场的一套完整模型。在此基础上,用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编写了计算机程序,模拟了喷嘴出口流场的速度分布,利用涡失矢量图对计算结果进行了分析,得出 射流嘴出口分离动及流场中旗旋涡形成发展的规律。