运行参数对煤层气空化喷嘴性能的影响

针对传统提高煤层气采收率方法对煤层损伤较大等问题,根据水力空化射流产生空化波来改造储层、促进煤层瓦斯解吸,提高采收率的增产思路,采用混合多相流数值模拟方法,研究了煤层气增产的水力空化工具两个主要工艺参数(入口流速、出口围压)对其空化性能的影响,并通过进行室内实验的方式对模拟结果进行验证。结果表明:在入口流速达到40m/s之后增速趋于平缓,可视为最佳入口流速;同时随着围压的增大,空化能力降低,但可通过适当提高入口流速减弱围压提高带来的抑制效果。     

矿用掘进机传动轴断口的分形研究

42CrMo钢经锻造后广泛用于生产矿用掘进机传动轴,但其在使用过程中经常出现强度和韧性不匹配的问题,强度和冲击性能不能同时达到要求。为了解决以上问题,采用分形理论研究其冲击性能。结果表明,随着回火温度的逐步提高,冲击吸收功呈线性增加,而硬度却逐步减小;断口形貌的分形维数能够通过断口复杂程度的分析,反映材料的韧性性能,材料的韧性与分形维数成正相关。     

阶梯溢流坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响

为探求高水头、大单宽流量下坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响,以阿海水电站为原型,采用三维k-ε双方程紊流模型,引入水气两相流VOF计算方法,利用几何重建格式来迭代生成自由水面,对1∶0.80、1∶0.75、1∶0.65三种阶梯面坡比进行数值模拟研究。结果表明:①最大负压值均位于首级阶梯立面凸角下1/4附近,并随坡度增加而增大。坡度为56.98°时,最大负压值为61.02 kPa,超过了6×9.81 kPa。②水流空化数在宽尾墩水舌出口位置出现最小值,空化数随坡度变陡而减小。坡度为56.98°时,空化数最小为0.358。坡度为51.34°时,空化数最大,为0.381。③随着阶梯溢流坝坝面坡度变缓,消力池最大临底流速增大。当坡度为51.34°时,消力池最大临底流速最大,达到26.84 m/s,超过了25 m/s,易发生冲磨破坏。当坡度为56.98°时,消力池最大临底流速最小,为24.00 m/s。消力池尾坎前最大临底流速随坡度增加而减小,坡度为56.98°时最小,为9.63 m/s;坡度为51.34°时,消力池尾坎前最大临底流速最大,为9.96 m/s。④坡度的变化对一体化消能工消能率的影响不大,坡度从51.34°增加到56.98°,消能率只提升0.15%。     

四旋翼飞行器互补滤波姿态求解器的设计

精确的姿态角在四旋翼飞行器稳定飞行中起着非常重要的作用,为了实现小型低成本四旋翼飞行器高精度姿态数据的输出,搭建了STM32F103、MPU6050和气压计组成的姿态检测系统。并基于四元数微分方程,提出了一种PI改善型互补滤波姿态求解器的设计算法。该算法对陀螺仪测量数据进行了高通滤波、对加速度计和磁力计测量数据进行了低通滤波,提高了姿态解算精度。最后,通过实验平台将测量的PI改善型互补滤波算法与普通互补滤波算法四旋翼姿态角进行了比较分析,实验结果表明,PI改善型互补滤波算法求解器的姿态角动态误差较小,性能更稳定,能够满足小型低成本四旋翼飞行要求。     

Ｑ２４５Ｒ钢非线性超声特性与晶粒度级别量化关系研究

利 用 非 线 性 超 声 检 测 技 术 ，对 不 同 晶 粒 度 级 别 的Ｑ２４５ Ｒ钢 试 件 进 行 非 线 性 超 声 特 性 实 验 。 测量 相 同 激 励 条 件 下 的 超 声 波 在 晶 粒 尺 寸 不 同 的Ｑ２４５ Ｒ钢 中 传 播 时 的 声 速 、衰 减 系 数 和 二 阶 非 线 性 系 数 ，并根 据 所 得 数 据 ，分 析 非 线 性 超 声 特 性 与Ｑ２４５ Ｒ钢 晶 粒 度 级 别 的 相 关 性 ，建 立 量 化 关 系 。 实 验 结 果 表 明 ，超 声波 在Ｑ２４５ Ｒ钢 中 传 播 时 ，声 速 随 晶 粒 尺 寸 改 变 的 变 化 并 不 明 显 ，衰 减 系 数 先 上 升 后 下 降 ，其 非 线 性 超 声 系 数随 着 晶 粒 度 级 别 的 增 大 而 呈 线 性 增 大 。