电爆喷涂粒子的约束调控机制及对沉积行为的影响

采用对喷涂粒子进行槽内约束的电爆喷涂方法,研究了喷涂粒子在垂直槽中的约束调控机制及其沉积行为。结果表明:约束深度达20mm时,即喷涂距离为丝径的100倍时,仍可获得连续、均匀的涂层。约束宽度从6mm减小至2 mm,涂层表面呈现出由粗糙的"丘壑状"形貌向均匀的"薄饼状"形貌逐渐过渡的演变趋势,且涂层厚度显著提高;能量密度从57 J/mm~3提高至152 J/mm~3,同样可提高涂层厚度并改善涂层均匀性。对喷涂粒子进行收集,发现减小约束宽度和提高能量密度均可有效细化喷涂粒子并使喷涂粒子粒径分布更加均匀。分析认为,由焦耳加热导致的"热膨胀效应"和击穿电弧伴生的"压力效应"共同决定电爆冲击波和喷涂粒子的形成,并随能量密度和约束参数的变化,对喷涂粒子表现出不同的约束调控作用,使其沉积行为产生显著差异。     

复合细化变质多元铝硅合金强化机制的研究

为改善力学性能,采用新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金细化剂和Al-10Sr中间合金变质剂对铸态多元铝硅A356铝合金及在铸态A356铝合金中按一定比例添加Cu、Mn、Ti等元素组成的新型铝合金进行复合细化变质处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱、透射电镜(TEM)和电子式万能试验机(CSS-44100)等技术对多元铝硅合金中的第二相粒子的形态分布特征及强化机制进行分析。结果表明：经复合细化变质处理的A356铝合金中的第二相粒子共晶硅相由粗大的片层状转变为典型的纤维状,在软韧相α-Al基体晶界处较均匀的析出,α-Al相晶粒尺寸显著变小,其强化机制主要是第二相粒子共晶硅Hall-Petch晶界细晶强化；在新型铝合金中除第二相粒子共晶硅外,还存在其它较弥散分布在晶界或晶内的第二相强化粒子,多种强化机制共同起作用,当分布在晶界上时,主要是Hall-Petch强化机制；当分布在晶内时,主要是Orowan强化机制,成为阻碍位错运动的有效障碍,起到强化作用。     

基于动态模态分解的缸内流场演变及动能分析

采用高速粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)测量了一台直喷式光学发动机的缸内流场,利用动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)算法,提取了发动机从进气冲程早期到压缩冲程后期中出现的多尺度涡团结构,量化了涡团的比动能在整个冲程阶段的衰减程度。结果表明:从进气冲程早期开始,缸内流场主要由低阶DMD模态表现的大尺度流场结构和高阶DMD模态表现的小尺度涡团结构组成;DMD模态的比动能变化可清楚地反映从大尺度流场结构到小尺度涡团的能量级联和耗散过程。同时还发现,与压缩冲程相比,进气冲程期间的流场可形成更多小尺度的涡团结构,并表现出更快的能量衰减特征,且该阶段流场能量衰减现象对发动机转速更加敏感。     

基于粒子群优化的超声共振谱法测量材料弹性常数

超声共振谱法是一种基于材料样品的自由共振频率,再反推其弹性常数的高精度材料力学属性求取方法,该方法在高Q值(品质因素)固体材料的弹性常数计算方面应用广泛。然而对于具有较高黏弹性阻尼的材料来说,受共振谱线平缓、共振频率提取困难等影响,该方法的应用存在一定困难。建立了关于弹性常数的贝叶斯模型,结合粒子群优化(PSO)的全局搜索能力,寻找弹性常数的最大后验概率密度点,最终实现材料的弹性估计。测量了皮质骨模拟材料的弹性常数,与传统方法相比较,基于PSO的超声共振谱方法对弹性常数初始值不敏感,可用于高阻尼材料弹性常数的测量。     

负载羧基化球状介孔纳米颗粒TFN膜的研究

在薄层复合膜(thin-film composite membrane, TFC膜)中引入无机纳米颗粒，形成薄层纳米复合膜(thin-film nanocomposite membrane, TFN膜)，近几年作为反渗透膜开始应用于水处理研究。但是无机纳米颗粒在TFC膜中的性能的不稳定性和膜的机械强度等变成了突出问题。合成制备了粒径约为110 nm修饰羧基的介孔氧化硅球状纳米颗粒(MSN—COOH)，并将其成功地化学键合在TFC膜的表面功能层交联网络中。与TFC膜相比，键合有MSN—COOH的TFN膜，水通量提高了56.2%，保持高脱盐率；由于单分散介孔纳米颗粒表面亲水官能团的引入，使膜表面的亲水性有很大程度提高，单分散介孔纳米颗粒在基体中的有序排列，使膜表面粗糙度降低，提高了膜的抗污染能力。与普通TFN膜相比较，具有更好的稳定性和柔韧性，可以在长时间高压过滤操作下保持稳定。     

纳米技术在化学强化采油中的最新应用进展

近年来,纳米技术在提高采收率中的潜在应用越来越受到关注。为此,许多研究报道纳米颗粒在化学提高采收率过程中有很好的应用前景。本文综述了纳米粒子在表面活性剂、聚合物、表面活性剂、碱性表面活性剂、低矿化度水驱等领域的最新应用研究进展,为有兴趣开发纳米粒子技术的研究人员指明了方向。阐述了纳米粒子在润湿性改变、层间张力降低和原油采收率提高方面的作用,并讨论了纳米流体驱油过程中影响多孔介质中岩石/流体相互作用行为的因素。     

光储系统储能电站的经济优化调度策略

光储联合发电系统中储能电站各电池组功率的分配,可直接影响其调度成本。针对传统等比例功率分配调度方案的不足,以一天内总调度成本最低为优化目标,搭建了考虑调度功率平衡、电池组荷电状态、功率和增量限值的调度成本模型,并利用基于杂交(遗传算法)的粒子群算法寻求最优分配方案。算例仿真结果证实,所提出的基于杂交的PSO算法较之传统算法,具有明显的优越性,避免了电池组的过充或过放现象,延长了储能电站的运行寿命和降低了电站的调度成本。     

基于Fluent的硫酸钾结晶器实验验证及优化设计

为优化硫酸钾结晶器结构以获得优质硫酸钾晶体,研究了硫酸钾结晶器在搅拌桨作用下的流场分布、流体动力学性能以及混合效率,建立结晶器三维模型,应用Standard k-ε湍流模型和欧拉多相流模型进行数值仿真,揭示结晶器内三维流动形态,研究内部流体流动规律,分析其流速分布,并应用PIV测试数据和混匀时间测定验证了三维湍流数值模拟结果的准确性,最后完成工业结晶器结构优化,将搅拌桨直径由70 cm增至90 cm,高度由100 cm降至67 cm,优化后混合效率和固相颗粒均匀性得到提升。