微通道人工空穴汽泡核化跃离的lattice Boltzmann模拟

研究微纳尺度的汽泡动力学行为是微纳流动与传热的基础前沿。基于作者提出的能描述相变之热质传递的lattice Boltzmann 大密度比多相流复合模型,该文数值研究了单微通道中汽泡在人工空穴上核化跃离的物理过程,量化分析了汽泡核化、跃离和运动对微通道内液相流动和传热的影响,可为理论探索人工空穴强化微通道传热提供有意义的参考。     

海洋环境下BFRP筋与混凝土黏结性能及基本锚固长度计算方法研究

本文研究了海水浸泡环境对BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer) 筋与混凝土黏 结性能的影响,测试了不同温度 (25℃,40℃和55℃) 下极限黏结强度随浸泡龄期的变化规律。 结合加速腐蚀理论,并考虑环境温度和湿度的影响,对极限黏结强度随服役年限的变化规律进 行了预测。参考既有文献中的97个BFRP筋黏结强度试验数据,推导了BFRP筋短期黏结强度计算 公式。依据本文理论预测得出的50年设计使用年限下的黏结强度损伤因子,推导了不同环境湿 度类别下的锚固长度计算公式。试验结果表明：25℃,40℃和55℃海水浸泡60天后,极限黏结 强度分别降低了5.8%、9.1%和13.0%。预测结果表明,在南海年平均温度下,服役50年后,室内 环境、一般室外环境和潮湿海洋环境类别下的黏结强度损伤因子分别为0.19、0.32和0.51。本 文提出的基本锚固长度设计方法可为相关规范条款的制定提供依据。     

基于IPSO-BP神经网络的高含沙水体对鱼类影响预测方法

水库进行水力排沙时，高含沙水流过程可能会对鱼类等水生动物产生负面影响，其量化评估方法研究较为薄弱。为了预测和评估水库排沙过程对下游鱼类的影响，本文利用黄河花斑裸鲤和鲤鱼在高含沙水体中生存特性研究的实验数据，综合考虑含沙量和粒径、溶解氧、暴露时间、水温等因子对鱼类生存的影响，建立了基于IPSO-BP神经网络的高含沙水体对鱼类致死影响预测方法，对目标鱼类死亡率的预测误差小于6%。本文使用了与BP神经网络紧密耦合并引入动态参数和变异扰动的IPSO算法，较BP和PSO-BP神经网络预测能力更佳，相比国内外已有的Stress Index(SI)、Severity of Ill Effect (SEV)和多元拟合方法预测精度得到显著提升。分析表明，本文提出的预测方法能够考虑高含沙水体中鱼类生存受多环境因子联合制约，且多因子之间存在复杂关联的情况，可为评估高含沙水流过程对水生态的影响提供新的方法。     

叶顶间隙对叶轮内部流动与变形影响的流固耦合分析

为探究对离心空压机叶轮叶顶间隙处的流动特性与运行时叶片发生的耦合变形，基于流固耦合传热理论，建立叶轮内部流体力学与结构力学数值计算模型，综合考虑离心力、气动力和热应力3种载荷，分析不同叶顶间隙下叶顶处的应力和变形分布。仿真结果表明：叶顶间隙会产生入口分离涡和叶顶泄漏流，两者共同干扰主流区的流动，增加流动损失；在离心力、气压载荷和热载荷共同作用下，叶片最大变形发生在叶片叶顶弦长0.3左右处，吸力面比压力面的最大变形量大3.7%，随着叶高的降低，变形量逐渐减小；叶片叶顶前缘部分应力值较小，叶顶处压力面与吸力面的最大应力值不在同一轴向位置，随着间隙值的增大，顶部的应力值整体逐渐降低。通过流场和结构分析，确定最佳间隙，并对叶片进行线型优化，优化后叶片的气动性能与安全性得到显著提高。     

智能睡眠干预机器人运动平台的设计

基于医学理论，设计了智能睡眠干预机器人的运动平台。通过理论计算与仿真，确定了运动平台的关键参数。通过测试，验证了运动平台的性能，可以使机器人实现物理助眠的效果。     

颗粒流在螺旋槽径向空气轴承中运动和沉积影响的数值研究

较多的研究集中在螺旋槽空气轴承的轴承参数和其稳定性、承载力的数值关联，以此为设计提供数据支持。随着螺旋槽轴空气轴承的应用范围越来越宽泛，如何使轴承在高温高热、充满烟气的燃烧工况下工作，需要考虑的因素就越来越多。量化分析这些影响因素，是提高设计的关键。螺旋槽轴承启停磨损的脱落颗粒和烟气颗粒，会在精密螺旋槽轴承运行中产生滞留沉积和冲蚀影响，长时间积累，会影响轴承的性能和寿命。基于气固两相流理论，在CFD(computational fluid dynamics)方程中添加欧拉-拉格朗日法的离散相模型，通过对纳维-斯托克斯方程和颗粒物动力平衡求解，研究了颗粒在螺旋槽径向空气轴承中的运动轨迹及沉积规律，量化分析了径向轴承参数和颗粒特征在其构型调整前后对颗粒沉积的影响，为探索螺旋槽径向空气轴承自清洁结构提供了有意义的参考。