跌坎突扩型消力池脉动压力大涡模拟研究

针对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布较为复杂等问题,基于FLOW-3D软件,采用大涡模型和tru VOF法,模拟得出消力池底板的时均压强、脉动压强均方根、功率谱密度等时均量和脉动量特性,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:大涡模型能够较好模拟跌坎突扩型消力池底板的水流脉动压力,消力池内水跃区脉动压力主要受低频大尺度旋涡影响。在此基础上,对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布规律进行定性和定量分析,深入研究发现:脉动压强均方根最大值位于消力池前部与泄槽边墙延长线附近区域,涡体和流速脉动分别为影响底流旋滚区和附壁射流区底部脉动压力分布的主要因素,而冲击区由两者共同导致。     

辅助电流对Cu/Al大功率超声波焊接的影响

为获得更高质量的Cu/Al异质金属接头，开展了Cu/Al电流辅助大功率超声波焊接工艺试验，研究了辅助电流对Cu/Al超声波焊接的界面温度、材料塑性流动、界面中间相分布及接头力学性能的影响。结果表明，复合焊件成型良好，其接头抗拉剪力为3030 N，接头的断裂模式为韧性-脆性复合断裂。在同样的焊接时间0.2 s内，随着电流的增大，Cu/Al界面温度增加，金属塑性流动以及界面扩散也随之增强，这说明辅助电流能明显促进界面冶金；相比长时间0.4 s的超声波焊接，辅助电流能在保证界面温度、材料塑性变形的前提下，能明显减薄了界面IMC层的厚度，这是电流增强Cu/Al接头的主要物理机制。研究结果为优化Cu/Al复合焊接头强度提供了参考。     

海河平原区地下水累计可恢复超采量评价

地下水累计可恢复超采量评价对于地下水超采态势评判和超采综合治理实施都具有重要意义。本文以海河平原区为研究对象，提出超采量评价方法，旨在客观准确评价地下水累计可恢复超采量。针对浅层地下水超采量，提出生态临界水位作为传统“水位动态法”评价浅层地下水超采量的临界水位，据此得到研究区1959-2019年累计浅层超采量为869亿m³；针对深层地下水超采量，提出“不可恢复超采量”评价指标，采用地面沉降体积法评价深层地下水超采量，根据地面沉降体积计算深层承压含水层系统压密释水量体积，据此估算1970-2019年深层累计超采量为756亿m³；通过建立的一维非线性压密释水数值模型，模拟了深层承压含水层系统压密释水过程，计算得到非弹性压密释水量，评估研究区累计不可恢复超采量为558亿m³。因此本文认为，自1960年代以来，海河平原区地下水浅层和深层累计超采量1625亿m³，其中可恢复的超采量仅为1067亿m³。该研究结果可为未来地下水回补水量和南水北调规划调水量的确定提供参考。     

城市排水管网风险评估研究

总结了常见的城市排水管网风险评估的方法及软件,对污水管网的气体爆炸风险、雨水管网的内涝风险、综合风险这三类风险评估的文献进行了归纳整理,并对未来的研究重点及趋势做出了预测。     

新型石膏混凝土复合墙板L型节点的连接性能研究

基于新型石膏混凝土复合墙板L型节点低周反复荷载试验的结果,针对墙板连接处L型节点的构造形式,通过有限元计算分析其抗震性能,以确定性能更好的连接形式。分别建立了横向钢筋贯穿整个节点核心区和横向钢筋不伸入节点核心区的L型墙板有限元模型,对比分析二者的承载能力、破坏特征、滞回特性、延性系数、耗能性能以及刚度退化,得到横向钢筋伸入节点核心区的墙板连接形式的抗震性能要优于横向钢筋不伸入节点核心区的墙板节点形式。     

g-C_3N_4和Pt/g-C_3N_4在常温常压电化学合成氨中的阴极催化性能

电化学法合成氨是一种有希望替代传统Haber-Bosch法的新方法,而开发一种能够高效活化N2分子的催化剂成为电化学法合成氨的关键。采用一步煅烧二氰二胺的方法制备了石墨型氮化碳(g-C_3N_4),并将Pt纳米颗粒沉积在g-C_3N_4上制备了Pt/g-C_3N_4。采用XRD、SEM、TEM以及XPS表征和分析了所得催化剂的晶体结构,表面微观形貌和表面元素组成。分别采用H+型Nafion膜和H+/NH+4型Nafion膜作电解质,研究了Pt/g-C_3N_4和g-C_3N_4的催化性能以及Nafion膜中NH+4的作用。结果表明,Pt/g-C_3N_4和g-C_3N_4分别作阴极催化剂时均成功合成出NH3,而Pt/g-C_3N_4的性能优于g-C_3N_4。另外,膜中引入NH+4能够促进N2的电化学还原。     

变温热源的有机朗肯循环性能分析

研究用于变温热源(烟气余热)动力回收的有机朗肯循环。考察了6种候选有机物工质和不同循环形式(如有无过热、有无回热)。系统净功、热效率、效率作为热力学指标,换热总能效(U_A),透平尺寸因数(S_P),透平等熵容积流速比(V_(FR))可大概反映系统尺寸和造价,作为技术经济性指标。采用Matlab编程,以最大净功为目标对循环进行了热力学优化和分析,并对最大净功下系统的经济性做了初步分析。结果表明:采用回热的循环输出更高净功。苯的简单循环输出最大净功,137.14 k W;庚烷的回热循环输出最大净功,156.71 k W。从技术经济性分析,在最大净输出功下,回热循环U_A和V_(FR)更小,SP差别不大。     

无机盐晶体形貌调控研究进展

多晶形无机盐在石油化工、食品加工、医药、机械建筑和功能性材料方面的广泛应用前景使得无机盐晶体形貌的调控成为研究热点。影响无机盐晶体形貌的操作因素,可以按照调控途径分为化学因素和过程因素。其中化学因素有溶剂和添加剂,而过程因素则包括过饱和度、温度、外场(如磁场、超声波场等)、搅拌以及晶种等。主要概述了无机盐溶液结晶过程中影响晶体形貌的相关理论研究,如晶体生长的扩散学说,晶体的层状生长和螺旋位错生长等,并为今后无机盐的晶形调控提供了参考基础和指导。     

基于混沌理论的弧形闸门支臂振动特性

为了研究弧形闸门支臂的振动问题,采用混沌理论对时间序列进行处理,确定延迟时间τ、嵌入维数m进行相空间重构,并计算时间序列的混沌特征值,进而研究弧形闸门在启闭过程中振动的复杂性。以某水电站弧形闸门支臂振动为研究对象,根据支臂振动加速度原型观测资料,分析不同开度的振动情况,发现启门振动的复杂程度高于闭门工况,小开度的振动复杂程度更高,且支臂振动的复杂程度为与面板连接位置最大,与闸墩连接位置最小,中间位置介于前两者之间。为弧形闸门短期振动预测提供了支持。     

新型复合式内部能量集成的精馏塔的机械设计与水力学模拟

基于HIDiC的理论和Aspen 模拟的结果，建立了新型内部能量集成的精馏塔的塔节结构，对筛孔式结构的复合HIDiC塔节做了CFD模拟，探索了不同参数下的水力学性能，优化了新型复合塔节的结构。结果表明：对于筛孔式复合塔节，减小塔板孔径，降低出口堰高有利于提高传质和传热效果。利用SolidWorks软件针对温度与压力下的双重效应做了静应力分析，通过HIDiC理论，模型构建，水力学模拟相互验证，将HIDiC逐板换热的理论与实际模型完美结合。