变径管内高压成形的厚度分界圆

为了研究变径管内高压成形过程中工艺参数和管坯几何尺寸对壁厚分布的影响,通过力学分析和全量本构方程,推导出变径管内高压成形厚度分界圆的解析公式.该公式反映了摩擦系数、膨胀系数、管端轴向应力与内压之比、送料区相对长度、管坯相对壁厚、零件过渡锥角等参数与厚度分界圆相对位置之间的定量关系,并与数值模拟规律一致.研究表明:随着摩擦系数、管端轴向应力与内压之比、送料区相对长度的增加,壁厚不变的厚度分界圆距离管端越来越近,即膨胀区壁厚减薄区域是越来越大的;而随着管坯相对壁厚的增加,壁厚不变的厚度分界圆距离管端越来越远,即膨胀区壁厚减薄区域是越来越小的.     

基于粘度影响的稀薄效应下壁面速度滑移的数学建模

以气膜分层理论为基础,根据近壁层、稀薄层、连续流层内分子运动形式,结合层内黏度的变化特征,建立壁面滑移模型,并给出相应的数学表达式。通过LAMMPS和2DMD数值分析的方法,结合实验测试结果发现:在稀薄层内,沿竖直方向的速度呈线性变化,越靠近壁面,速度越小;在近壁层内,由于分子与壁面的摩擦使得近壁层分子速度骤减;在连续流层内,气体分子做全滑移运动;此外,温度越高,黏度越小,速度滑移越大,近壁层与稀薄层速度差值越大。温度一定时,无量纲滑移长度和Kn数成线性关系。     

山区流域坡面径流侵蚀和泥沙输移分析

本文分析了雨滴的物理特性，以及受植物影响的雨滴特性和雨滴的侵蚀机理，结合了前人实验研究，分别导出了植物覆盖面上的雨滴特征计算公式，不受植物影响的雨滴溅蚀公式，径流侵蚀和细沟流侵蚀计算公式，用Ｙａｌｉｎ推移质公式和Ｅｉｍｓｔｅｉｎ悬移质挟沙能力公式作为控制，求出坡面径流的输沙量和泥沙输移比。     

基于RANS对考虑风向随高度偏转的大气边界层自保持研究

从基本方程出发,通过调整k-ε模型基本参数,对考虑风向随高度偏转的不可压缩中性层结水平均匀稳态正压大气边界层进行了模拟。通过少量网格预前模拟、主模拟和近地面物理量调整三个步骤,对风场的自保持实现方法进行了探讨。研究表明,通过调整k-ε模型基本参数,可以取得与实测较一致的模拟结果。少量网格预前模拟得到的风场应用于主模拟中,各物理量均可以在流域中得到较好的保持。通过ANSYS Fluent中的FixedValues操作进行近地面物理量调整,可以取得更加理想的自保持结果。     

湍流边界层激励下加筋平板振声响应特性研究

船舶、汽车和飞机等高速运动时,其外壳受湍流边界层壁面脉动压力激励而产生的内场声辐射成为该类交通工具自噪声的重要成分。基于模态叠加法计算结构振动响应。采用湍流壁面脉动压力功率谱Corcos模型,计算了外侧气流或水流湍流边界层激励下简支平板振动及内场辐射声,计算值与解析解和试验值吻合良好,验证了算法的有效性。采用湍流壁面脉动压力功率谱改进型Corcos模型,研究了外侧水流湍流边界层激励下平板及板格的振声响应特性,结果表明:水流马赫数低,壁面脉动压力迁移波数大于平板结构弯曲波数,壁面脉动压力波数-频率谱的迁移脊对平板的激励作用可以忽略;横向或纵向加筋对板格振动速度自功率谱级基本无影响;减小板格宽度与长度之比,适当增大板格流向长度可使平板振动辐射声功率在2 000 Hz以上明显降低。     

气枕压力对液氢贮箱热分层的影响规律

采用CFD技术,对不同气枕压力下液氢贮箱内部物理场进行数值模拟,选择Boussinesq模型解决浮升力的影响.研究表明:气枕压力会对贮箱内部温度场与速度场产生重要影响.箱内流场随气枕压力的增大而明显减弱;气枕压力越大,贮箱顶部与底部区液氢温度越高,而压力对中部区液氢温度的影响随时间发生变化;在近壁区,热边界层厚度及温度分布受气枕压力影响较弱; 边界层速度最大值及出现位置均随气枕压力的升高而降低.     

基于风观测塔和风廓线雷达实测的强台风黑格比风剖面研究

利用两座风观测塔和一台风廓线雷达对强台风黑格比的实测结果,研究了台风黑格比近地塔层和边界层风剖面特征.结果表明:在近地塔层风剖面,陆地来风时,最大风速高度高于70m,且指数律剖面指数α随着风速的增大而减小;海面来风时,最大风速高度约为50m,指数律剖面指数α随着风速的增大而增大.在边界层风剖面,台风黑格比前眼壁强风区梯度风高度为450m,后眼壁强风区为300m,外风场为200m.指数律和对数律剖面可以用来描述台风黑格比眼壁强风区300m 高度以下和外风场200m 高度以下的风剖面,但是风剖面参数不符合规范推荐值,D-H 模型参数不适合描述其风剖面,需进行修正.     

水流流速与阴力的脉动规律

利用LDA-10型二维激光流速仪，作者实测了室内水槽中水流的脉动结构和时均结构，着重分析论证了流速的概率密度分布；同时，用统计数学方法考察了与流速成平方关系的阴力的概率密度分布，结果表明：1在整个水深范围内，水流流速样本系列服从正态布分，在近壁区也是如此：2在相对水溶y/H=0.05以上区域阴力样本服从正态分布，在y/H=0.05以下区域则具有偏态性。     

床沙表层非均匀分布对泥沙输移的影响

本文基于床沙宽度百分比有面积百分比的分析，选择上述二者有关参数来反映床沙表层不均匀分布特征，并由此得到了床沙不受隐蔽作用的最大粒径Ｄａ与面积平均粒径ｄｓ之关系。借助力学分析方法，分别得到了隐蔽区与暴露区的泥沙起动流速公式；同时，输沙率关系中引入了宽度百分比Ｐｂ及ｄｓ谝工能较好地反映床沙粗化过程中，输沙率与表层泥沙组成之间的依存关系。     

压力梯度作用下相干结构的演化

采用共振三波的一个周期作为湍流边界层近壁区相干结构的初值，用直接数值模拟方法对有压力梯度，包括定常压力梯度和变压力梯度作用下相干结构的演化进行了研究，得出其各种特性的变化与实验观测到的结果一致。压力梯度对相干结构初始扰动波的选择以及演化过程都起作用，相比之下对前者的作用更大。条纹结构和流向涡之间有某种内在的紧密的联系，可能是产生流向涡的起因。     

水—沙幂律流体的流动（层流）特性研究——水石流的幂律体模型…

本文以粘性流体的运动方程及幂律体的本构方程为基础，直接导出了水－沙幂律流体二元明槽均匀层流及紊流的流速分布、平均流速以及阻力公式；同时提出了流体层流流动的稳定性参数，并由此得出了水－沙幂律流体从层流过渡到紊流的临界条件。     

地铁站台活塞风附壁射流起始段的实测和实验验证

为了从机理上探究站台活塞风分布规律,通过理论建模、现场实测和液体缩尺模型实验相结合的方法,提出并验证了站台活塞风起始段符合附壁射流理论模型。其中,对上海某地铁站台层的现场实测较好验证了站台活塞风起始段自由剪切区的理论模型,理论与实测数据的标准差在0.326和0.542之间;液体缩尺模型实验对站台活塞风起始段边界层区、势流核心区和自由剪切区理论模型进行了验证,三区吻合较好,标准差在0.071和0.746之间。上述研究证明了站台活塞风附壁射流理论起始段的正确性。     

微涡流发生器对激波边界层作用诱导的流体分离控制

基于大涡模拟(Large Eddy Simulation)方法,结合高阶TCD/WENO混合格式,对2.5Ma超声速激波/边界层干扰诱导的微楔和微叶片两种微涡流发生器控制进行了数值模拟。数值结果表明:从边界层厚度与分离区大小及结构变化均说明两种涡流发生器对激波边界层分离起到明显抑制作用。对于微楔式涡流发生器,入射激波对微楔尾涡压缩作用明显,使流向涡对的卷吸加强,从而增加边界层内外流体能量交换。微叶片式涡流发生器的控制机理与微楔相似,但其涡对在尾部较远处易破裂,会影响内外流体之间的能量交换。     

T型自然补偿支管长度范围的计算

在热网设计中，Ｔ型补偿是自然补偿中的一种基本型式，在设计中，干管的限制条件（管径，壁厚，温差，固定点等）确定后，支管的长度就确定在某一范围内，设计者根据实际情况，在这个范围内取一长度，完成Ｔ型补偿的设计，在我们常见的手册中，只有根据干管点的弯曲应力来计算支管最长度的公式，而没有根据地管固定点的弯曲应力求支管最小长度的公式；本文通过推导，已得出一个求支管最小长度的公式，从而使支管的长度范围数值化，这     

稳态径向传热模型管程流体温度测量方法

针对管程流体温度测量在没有预留测量窗口情况下存在测量困难的问题,提出一种管程流体温度间接测量方法,该方法基于管道外壁与空气热交换、管壁热传导、管道内壁与管程流体对流传热等公式,推出稳态径向传热模型.已知管道的材料、内外径尺寸等,通过测量管道外壁温度、环境温度、管程流体流速,即可间接测量管程流体温度.试验表明:该方法具有较高测量精度,误差＜0.31℃,具有较好应用前景.     

面向壁厚均匀性的拉深成形TRB板形设计及神经网络预测模型

目的 研究连续变截面板拉深成形过程中圆筒件的壁厚均匀性问题。方法 基于正交试验设计和极差分析方法,研究连续变截面板结构参数对圆筒件拉深成形壁厚均匀性的影响,并结合SSA–BP神经网络预测并验证连续变截面板成形的壁厚均匀性。结果 通过正交试验及极差分析,得到连续变截面板各结构参数按对最大壁厚影响由大到小的顺序依次为薄区厚度＞厚区厚度＞左侧过渡区长度＞右侧过渡区长度;按对最小壁厚影响由大到小的顺序依次为薄区厚度＞厚区厚度＞右侧过渡区长度＞左侧过渡区长度;按对最大壁厚差影响由大到小的顺序依次为薄区厚度＞左侧过渡区长度＞厚区厚度＞右侧过渡区长度。综合考虑最大壁厚、最小壁厚及最大壁厚差,得到最优参数组合如下:厚区厚度为1.1 mm,薄区厚度为0.8 mm,左侧过渡区长度为2.5 mm,右侧过渡区长度为29.5 mm。基于正交试验分析结果建立的SSA–BP神经网络模型具有良好的预测能力,正交试验外5组数据的预测值与真实仿真值的最大误差均在11%以下。结论 基于正交试验分析结果建立的SSA–BP神经网络模型能够实现对TRB板圆筒件拉深成形壁厚的准确推测,该方法具有良好的工程应用价值。     

掺气射流水下扩散浓度分布规律研究

本文对掺气射流在水垫塘扩散的浓度分布规律进行了理论分析与试验研究。实测资料表明，在冲击射流区，掺气射流不同断面的浓度分布存在一定的自模性，且近似符合高斯分布，与理讨论基本吻合，射流轴线浓度沿射流流程以双曲线规律衰减，并给出其半经验公式。     

铺层拼接层合板的抗拉强度

针对复合材料结构设计中遇到含铺层拼接的层合板强度预测问题,本文设计了含铺层交错拼接区的碳/双马复合材料层合板试件,采用拉伸试验方法测定了该材料的力学性能,得到了不同拼接长度层合板的抗拉强度。试验结果表明,铺层拼接状态差异对复合材料层合板的承载能力有显著影响,文中根据试验结果建立了抗拉强度随拼接长度变化的经验公式,为复合材料层合板结构的铺层设计和强度分析提供了理论依据。     

圆管流转捩过程中速度分布规律及实验研究

利用普朗特的混合长度理论及由此导出的圆管紊流速度分布公式，再利用圆管层流速度分布公式及由本文实验数据拟合的交替系数公式，推出了圆管流转捩过程中速度分布公式。然后，利用实验数据检验和该公式，其吻合程度满足工程要求。     

掺稀土Dy的双势垒薄膜结构隧道发光结的研究

将少量锋土元素Ｄｙ掺入隧道结制备成Ｃｕ－Ｄｙ－Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＦ２－Ａｕ结构双势垒发光结，结果表明，稀土元素Ｄｙ的引入，改善了结的粗糙度，使结由界面等离极化激元耦合发光的阈值电压有所降低，结的发光强度得到提高，改善了结的发光性能，与不掺Ｄｙ的结相比，其发光光谱在４６０．８ｎｍ处发生了分裂，这与Ｄｙ掺入后栅区形成的附加能级有关。