带有阻流板的双体船水动力性能数值研究

为探讨阻流板对船体水动力性能的影响,采用FLUENT软件对双体船安装阻流板前后的水动力性能进行了研究.通过对安装阻流板前后船体阻力、升力和纵倾力矩的计算对比,讨论了安装阻流板前后双体船水动力性能的变化.计算了带有不同高度阻流板的双体船在不同航速下的阻力、升力和纵倾力矩,比较了带有不同高度阻流板的双体船水在不同航速下的动力性能,并对安装阻流板前后尾部速度分布、尾流场波形及船体升力增加的区域进行了研究,探讨了阻流板改善船体水动力性能的作用.     

深埋隧道坚硬围岩变形特征三维数值分析

秦岭终南山公路隧道埋深大,地质环境复杂,2号竖井下洞群多次跨越既有公路与铁路隧道,结构尺寸多变,受力复杂;岩爆频发;滑坡、塌方和冒落等严重制约通风及建设效率.基于现场工程与地质特征分析,采用三维数值计算,对东线隧道和西线隧道交叉点的稳定性对比分析,为隧道及洞群优化设计提供科学的定量化依据.     

复合材料螺旋桨水动力性能与结构响应数值研究

通过CFD计算复合材料螺旋桨水动力载荷,应用有限元法计算复合材料桨结构响应,并基于双向耦合算法实现复合材料螺旋桨在均匀来流下的流固耦合数值模拟.研究了不同进速系数和不同铺层角度工况复合材料螺旋桨的水动力性能及结构响应.结果表明,在进速系数J ≤ 0.8时,复合材料螺旋桨的推进效率明显高于同工况下的金属螺旋桨.随进速系数增加,复合材料螺旋桨推进效率先增加后减小,在进速系数J = 0.8时取得最大值.桨叶总变形和等效应力分布与铺层角度有较大关系.复合材料螺旋桨的螺距角较金属螺旋桨减小,减小的螺距角与桨叶攻角的变化相匹配,自适应地提高了该螺旋桨的推进效率.      

低维晶格系统能量传导与扩散研究

低维晶格系统中的能量输运和扩散已成为非平衡统计物理输运理论的前沿课题,正在蕴育线性响应理论之后的近平衡理论的新突破.本文重点介绍厦门大学课题组在这个方向上的主要进展,阐述基于粒子间相互作用势函数的对称性所建立的输运和扩散的基本理论框架以及基于系统哈密顿函数求解输运系数的路线图和相关进展.本文还将揭示能量均分所遵循的普适规律,探讨这些规律和输运行为之间的内在联系,并报告在耦合输运研究方面发现的新奇效应.     

磺甲基酚醛树脂在水中的分散特性

测定磺甲基酚醛树脂水溶液流体力学直径和ζ电势,以此考察磺甲基酚醛树脂在水中的分散特性.结果表明:在去离子水中,当磺甲基酚醛树脂的质量浓度小于0.05 g/L时,体系分子聚集体的流体力学直径为105 nm,其表面带负电;当磺甲基酚醛树脂质量浓度高于0.05 g/L时,磺甲基酚醛树脂分子聚集体之间开始聚集,聚集体的流体力学直径随之增加;不同电解质对磺甲基酚醛树脂水溶液的聚沉作用不同,NaCl与CaCl2,MgCl2,AlCl3,Na2SO4聚沉值之比为1:0.032:0.66:0.00058:0.79;随NaCl质量浓度的增加,磺甲基酚醛树脂分子聚集体的流体力学直径随之增加,ζ电势随之降低;pH=3.0时聚集体流体力学直径最大,ζ电势绝对值最小.     

Encumbering the intramolecular π donation by using a bridge: A strategy for designing metal-free compounds to hydrogen activation

On the basis of the FLP (frustrated Lewis pair) principle, a new strategy has been proposed to construct the “frustration” in designing metal-free hydrogen activation compounds, by using FMO (frontier molecular orbital) analyses and quantum mechanics calculations. Unlike the known FLPs which use bulky substituents to prevent them from forming stable Lewis acid/base complexes, the new approach encumbers the intramolecular π donation from the electron donor to the acceptor (e.g. in BH₂NH₂) by using a CH₂ bridge (giving BH₂CH₂NH₂). The strategy is simple and effective. Its effectiveness is demonstrated by the small hydrogen activation energy (12.0 kcal/mol) of the model molecule (BH₂CH₂NH₂), which is significantly less than the 42.7 kcal/mol of BH₂NH₂ and also less than the 18.5 kcal/mol of BH₂PH₂ whose derivative, R₂PB(C₆F₅)₂, has been experimentally shown to be able to activate hydrogen. We also exemplified how to use the strategy to design experimentally more realizable molecules. The example shows promises as a hydrogen activation agent. The strategy can be used to design metal-free catalysts for direct hydrogenation.     

双曲型高效规整填料的流体力学和传质性能

用两种双曲(SQ)型金属丝网波纹填料在内径为500 mm,填料高度为1 m的有机玻璃塔内进行冷膜实验。通过研究SQ型填料的流体力学和传质性能可知,此填料特殊的弧形波纹结构改善了气液分布。实验结果显示SQ型填料的传质性能要优于传统填料CY-700,当L=25.48 m3/(m2.h)时,SQ-700的HETP值比CY-700相对降低44.5%。对于同种SQ型填料,其压降,泛点和等板高度符合一般填料的变化规律,而SQ-800的比表面积大于SQ-700,故而传质效率高,能耗高,可操作范围小。     

镧系氮化物弹性性质与光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函的第一性原理方法, 计算镧系氮化物的弹性性质、 光学性质和Debye[KG*8]温度. 计算结果表明： 轻镧系元素（Ln=La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu）氮化物(除LaN外)的体弹模量B与剪切模量G的比值均大于1.75; 重镧系金属元素（Ln=Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu）氮化物(除GdN外)的B/G均小于1.75; HoN晶体具有较高的介电常数和光学反射率; LaN晶体具有较高的折射率; 镧系氮化物的Debye温度为300~500 K, 即声子振动频率的数量级为10¹³ s^-1.     

控制动作下带缆遥控水下机器人的水动力特性

首先利用模糊神经网络算法构建了基于完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型的控制器,对水下机器人多自由度上的轨迹和姿态进行控制;然后,针对传统螺旋桨推进力分析方法中的缺陷,引入神经网络相关理论并结合计算流体方法对推进力和转速之间的相互关系进行辨识和换算;在此基础上构建了一个完整的、包括模糊神经控制器、机器人水动力数学模型以及推进力和转速换算模块的带缆遥控水下机器人控制系统;最后,在考虑系统各部分间相互影响的前提下进行了水动力特性的整体分析和计算.数值计算结果表明,所建立的控制系统可以对带缆遥控水下机器人进行有效的轨迹和姿态控制,文中方法可以从整体的角度分析一定控制动作下水下机器人的水动力响应.     

一种基于总体能量平衡的管网平差计算方法

本文根据节点处完整的能量平衡关系,改进了管网系统中管网平差计算的环能量方程并引入节点能量方程;针对节点能量方程的系数矩阵呈现病态时,利用常规线性方程组解法求得的解严重失真而导致迭代不收敛的问题,引入了边界条件求解相对节点压力,并对节点能量方程的系数矩阵进行行列均衡化处理,降低了方程系数矩阵的条件数,使方程组的解更精确.