严寒地区大型倒虹吸工程管道应力及水力安全控制

新疆北疆供水工程跨越吉拉沟大洼槽的三个泉倒虹吸,跨度11 km,内径2.8 m,工作水头160m,是国内外同类工程中综合难度较高的大型倒虹吸工程,在结构强度、材料工艺、安装敷设、工程质量方面都有极高的要求,特别是高水头管道运行、充水、放空、水锤防护等各种工况下的水力安全控制问题,高温差与严寒条件下管道的应力应变问题尤为突出。对该工程设计、科研、施工及运行管理方面的经验进行介绍,对其在新技术、新材料、新工艺等方面取得的理论研究和技术创新成果进行总结,研究认为:工程总体布置合理,工程运行后监测资料及工程安全评价表明各项性状指标良好,通过模型试验研究确定的闸门开度、关闭速率、充水排气、放空排水等水力安全控制关键技术科学合理,为严寒地区大型倒虹吸工程的技术发展提供借鉴。     

低品质因数谐振筒的谐振频率测量系统

谐振筒式密度计的测量原理为谐振筒的谐振频率会随筒内液体密度的变化而变化,从而通过测量其谐振频率来达到测量其密度的目的。但由于低品质因数谐振筒在谐振频率附近的幅度与其他频率的幅度区分度太小,导致谐振难以实现。因此如何使低品质因数谐振筒达到谐振状态并测得其谐振频率,是谐振筒式燃油密度传感器激励系统的关键问题。激励系统以DSP为主控芯片,运用椭圆拟合的方法解决了低品质因数谐振筒式密度计激励系统的关键技术问题-增益测量和相位测量,运用原位计算节省了DSP大量的内存空间,同时运算量又较小。仿真结果表明,增益测量精度优于0.05%,相位测量精度优于0.05%,高于实际需要。系统在测量并记录了增益、相位差之后,利用相关算法实现了自动增益调节和自动相位调节,并实现了谐振筒的谐振,测得了其谐振频率。     

超支化含苯基聚硅氧烷亲二氧化碳特性及其分子模拟

通过水解缩聚法制备含有不同苯基含量的超支化聚硅氧烷，探究苯基的引入对超支化聚合物在CO2中溶解性能的影响。浊点压力测试得出苯基的引入在超支化结构中对聚合物在CO2中的溶解度影响不大，超支化聚合物中苯基含量的增加没有导致浊点压力的明显升高，有望实现作为CO2增稠剂兼具较好的溶解度和增稠性能。分子模拟计算分析了超支化聚硅氧烷和直链聚硅氧烷与CO2分子间的相互作用以及超支化聚硅氧烷分子间的相互作用，发现含苯基的超支化聚硅氧烷具有更低的内聚能密度（CED）和溶解度参数（δ），表现出更弱的聚合物分子间相互作用，有利于超支化有机硅氧烷在CO2体系中的溶解。     

三参量模型粘弹性圆柱体轴向流动中的动力特性

对悬臂粘弹性圆柱体轴向流动中的动力特性进行了研究,计算模型采用三参量模型,对特征方程进行了推导,给出了在质量比β(β=0.5)一定,改变无量纲延滞时间α和无量纲弹性系数比λ的情况下,悬臂三参量模型粘弹性圆柱体的前三阶模态无量纲复频率ω的实部及虚部与无量纲流速v之间的关系曲线图.研究结果表明:在无量纲弹性系数比λ和质量比β一定时,随着无量纲延滞时间α的增加,及在无量纲延滞时间α和质量比β一定时,随着无量纲弹性系数比λ的增加,第一阶模态发生单一模态颤振及再次稳定的无量纲临界流动速度都在减小.     

无限长圆柱非稳态导热集总参数法应用

圆柱体进行非稳态导热时,集总参数法只适用于Bi〈1的情况,Bi〉1时一般采用根据解析解绘制的Heisler图线．由于前者适用范围窄,后者误差大,探讨一个非稳态导热的实用便捷公式具有重要意义．以无限长圆柱为例,研究在0〈Bi〈∞条件下非稳态导热平均温度集总参数分析方法,定义必要的参数,建立了平均温度瞬态响应关系式．拓展了传统的非稳态导热集总参数法应用范围．数值分析给出了计算关系式的辅助参数表．通过推导出的公式,结合参数表来计算工程实际问题,比通用的Heisler图解法更为简洁方便．     

New explicit algebraic stress and flux model for active scalar and simulation of shear stratified cylinder wake flow

On the numerical simulation of active scalar, a new explicit algebraic expression on active scalar flux was derived based on Wikstr?m, Wallin and Johansson model (a ^WWJ model). Reynolds stress algebraic expressions were added by a term to account for the buoyancy effect. The new explicit Reynolds stress and active scalar flux model was then established. Governing equations of this model were solved by finite volume method with unstructured grids. The thermal shear stratified cylinder wake flow was computed by this new model. The computational results are in good agreement with laboratorial measurements. This work is the development on modeling of explicit algebraic Reynolds stress and scalar flux, and is also a further modification of the a ^WWJ model for complex situations such as a shear stratified flow. Supported by the National Nature Science Foundation of China (Grant Nos. 50679019, 50009001), the National Basic Research Program of China (“973” Project) (Grant No. 2008CB418202), the Project of “Six Talent Peak” of Jiangsu Province (08-C), Social Technology Development Foundation of Jiangsu Province (Grant No. BS2006095) and the “908” Special Foundation of Jiangsu Province (Grant No. JS-908-02-06)     

Flow influenced electrochemical corrosion of nickel aluminium bronze – Part I. Cathodic polarisation

The cathodic polarisation behaviour of CA 104 nickel aluminium bronze (NAB) has been examined in fully characterised seawaters (filtered and artificial) using the rotating disc electrode (RDE) and the rotating cylinder electrode (RCE). Linear sweep voltammetry and a potential step, current transient technique were used to examine the charge transfer and mass transfer controlled cathodic response as a function of both laminar and turbulent fluid flow. For freshly polished surfaces, the rate of irreversible charge transfer controlled oxygen reduction is controlled by the exchange of a single electron and hydrogen evolution is only significant at potentials more negative than approximately –1.0 V vs. the saturated calomel electrode (SCE).     

小型无人机发动机温度监控系统设计

为了实时监控小型油动无人机的发动机工作温度,设计开发了基于K型热电偶的4路温度监控系统;该系统采用模拟开关CD4052作通道切换,选通的热电偶信号经放大调理,由STM32F103控制器片上A/D采集,经DS18B20数字温度传感器作冷端补偿,最终以Modbus RTU协议将温度值发送到485总线上;经调试校准,该温度监控系统在蚊子直升机MZ202型发动机正常工作温度范围内与原机温度仪表相差±3℃,数据刷新率大于2 Hz,且工作稳定抗干扰能力较强,为发动机调校提供了可靠的依据,有效地保障了发动机安全稳定运行;该温度监控系统也可用于Rotax582,Rotax912/914等小型活塞航空发动机缸头及排气温度的采集与监控。     

基于深度学习的液压缸寿命预测方法研究

液压缸的工况错综复杂,为了确保液压缸的正常运行,寿命预测系统采集了大量数据以获悉液压缸的寿命状况。针对液压缸监测信号噪声大、单一分类器分类性能不佳的问题,提出了一种基于深度学习的液压缸寿命预测方法。利用DAE算法对噪声数据进行重构,以完成数据的特征提取;利用BP神经网络对数据中各特征子集进行分别训练构成弱分类器,然后采用Adaboost算法对弱分类器进行加权合并成强分类器以实现数据的特征选择。通过实验验证,提出方法可有效提高液压缸的寿命预测精度。     

波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算

在微幅波绕射理论的基础上,使用特征函数展开法,推导了圆柱外接圆弧型防波堤复合结构的水波绕射的解析解,并据此计算了该结构所受到的波浪载荷以及绕射波面分布。计算结果表明:与单一圆柱相比,外接圆弧型防波堤的存在可明显降低作用于圆柱的波浪载荷和圆柱表面的波浪爬高;采用外接堤表面密实或透空而内圆柱表面透空的结构形式可以取得圆柱防浪的较佳效果;结构透空系数、波浪入射角度、外接堤张角、外堤半径与水深比、水深与波长比等因素的变化对绕射波浪作用均存在一定影响。