基于可压缩双流体模型对射流破碎的研究

在OpenFOAM框架下,基于可压缩双流体模型,应用界面压缩法捕捉气液界面,采用大涡模型处理高速射流中的湍流流动,验证了文献中锥形喷嘴的质量流量和喷雾动量通量实验数据,数值结果和实验数据吻合较好,并在此基础上对射流破碎的机理进行了分析.为分析喷嘴几何结构对破碎的影响,修改ECN spray D喷嘴的出口直径,得到圆柱形喷嘴,结果发现圆柱形喷嘴的液柱破碎较弱,液核长度较长,因此喷嘴具有一定的锥度可以促进喷嘴出口的射流破碎.     

液滴在连续气流作用下的变形与破碎

基于Open FOAM,采用简化耦合的多相流模型(S-CLSVOF)对液滴破碎进行了数值模拟研究.自适应网格加密(AMR)技术的应用提高了界面捕捉能力,同时减低了计算成本.基于该数值方法,首先考察了We数对液滴拽力系数和破碎形态的影响.结果表明:We数并不影响变形初期的拽力系数;随着We数增加,破碎液滴依次呈现帽状、帽状/液网及帽状/液丝结构.其次,研究了宽Ohnesorge数(0.001~2.000)范围内的袋式破碎临界We数,并基于模拟结果和Rayleigh-Taylor不稳定性,改进了袋式破碎临界We数的理论预测模型.最后,考察了液滴对相互作用下的破碎,结果表明,回流区的竞争/融合分别抑制/促进液滴对的变形与破碎.     

氯化钙对酸雨胁迫下烤烟叶片表观特征和叶绿素荧光特性的影响

为揭示烤烟叶片表观特征和叶绿素荧光对酸雨胁迫和施加外源氯化钙的应答机制,以烤烟品种龙江911为试验材料,在人工气候箱中培养烟苗并在酸雨棚中进行人工模拟酸雨胁迫处理。结果表明:与清水对照(CK)相比,人工模拟重度酸雨(pH≤3.5)造成烟草叶片枯黄、出现失绿斑点,光能吸收能力降低,PSⅡ受体侧的功能被破坏,电子传递受到抑制。烟草叶片PSⅡ光化学反应集聚的光能(ABS/RC)、光化学反应消耗的能量(DIo/RC)以及QA氧化还原反应消耗的能量(TR_o/RC)显著提高,说明酸雨胁迫可影响PSⅡ反应中心的活性;烟草叶片用于光化学反应的量子产额(Φ_(PSⅡ))、基本的荧光量子产额和热耗散的量子产额(Φ_(f,D))所占比例降低,而烟草叶片PSⅡ反应中心失活的热耗散量子产额(Φ_(NF))所占比例显著增加,说明重度酸雨条件下叶绿体中ATP合成受阻,抑制了叶黄素循环介导的光保护机能发挥,PSⅡ反应中心失活的比例大幅增加。烟草施用外源氯化钙(叶面喷施10 mmol·L~(-1)CaCl_2溶液)可以缓解光合机构因酸雨胁迫而造成的伤害。     

花圃改造式自行车辅助停车装置

目前自行车停放设施和场所还相对紧缺,布局比较混乱,部分停放场所过于简陋,缺乏基本的自行车固定设施,很容易造成车辆的无序停放,也容易导致大面积倒车现象,堵塞交通,影响市容;有的缺乏明显的标识,容易造成乱停乱放现象;有的停放场所直接占用人行道,妨碍人行交通,影响城市的景观风貌等。为此我们设计出了一种新花圃改造式自行车辅助停车装置,在不占用传统停车场的前提下,将自行车整齐规划到花圃下方,是一种节省空间、成本低廉且易于运输与移动的现代化停车方案,能够在节省空间、减小占地面积、装置机动性好等方面改善城市小区内自行车停放的管理模式。该自行车辅助停车装置包括电机、传动机构、导轨、滑块、机械抓手等。     

液压支架千斤顶附件的焊接工艺研究

为避免千斤顶附件(通液座)焊接对精加工后的缸筒内孔尺寸和圆度造成影响,从增加刚性拘束、预留反变形和控制焊接热输入等角度研究适用于精加工后缸筒附件焊接的生产工艺.研究表明:仅采用I=140～160 A、U=20～22 V、v=210～230 mm/min的小规范MAG焊接工艺,无法保证产品质量,缸筒内孔依然会出现最大0.3 mm的焊接变形;采用小规范焊接并借助拘束工装预制0.8～1.2 mm横向反变形,则可以有效控制焊接变形,保证缸筒内孔尺寸和圆度均符合设计要求.     

环境压力对超临界流体喷雾特性影响的数值分析

基于大涡模拟方法对超临界喷射进行数值分析,使用真实气体状态方程SRK计算流体的热物性和输运特性.研究对象是定容弹内低温液氮超临界喷射,假定初始入口条件不变,重点考察了不同环境压力对超临界喷雾特性的影响.结果表明:由于射流流体与周围流体之间存在较大密度比,射流表面形成显著的密度分层,并起到限制射流流体向径向扩展的作用.随着环境压力的提高,由于射流和周围环境的密度比降低,射流表面不稳定增加,比较容易形成不稳定涡,从而更有利于射流与周围气体的混合,因而液核长度也比较短,表明随着压力的增大,射流与周围气体的混合效果更好.进一步分析发现,环境压力对热物性和输运特性的影响较大,而对湍动能和速度场的影响不大.     

UiO-66的制备、功能化及膜分离研究进展

UiO-66是一种具有优异物理化学稳定性的金属有机骨架(MOFs)材料,近年来引起了研究者们的强烈关注。本文详细介绍了UiO-66的结构,重点探讨了溶剂热法过程中的一系列影响因素,包括使用不同的金属前体,改变合成温度、溶剂、各组分配比以及模板剂等,制备各种性能的UiO-66。针对溶剂热法合成效率较低的问题,介绍了微波合成法、微流控、连续流和无溶剂法等其它UiO-66的制备方法。为了扩大UiO-66的应用范围,对其有机配体进行功能化改性或与其他材料复合改性,具体介绍了改性后UiO-66在气体吸附、水处理、催化、电化学和化学传感等方面的应用。最后综述了利用UiO-66具有多孔特性构建分离膜方面的研究进展,具体阐述了纯UiO-66膜和UiO-66复合膜在气体分离和水处理方面的应用。     

新欧拉模型下不同湍流模型对喷雾的数值分析

内燃机燃油喷雾中喷嘴近场实际为连续液相状态,需要采用连续相模型来进行研究.然而,目前大多数研究均忽略此现象,采用Vallet提出的质量平均新欧拉模型对ECN Spray A的喷射过程进行模拟.在RANS框架内,研究了5种不同湍流模型对喷射过程的影响.分别计算了喷雾的贯穿距、体积分数分布及喷射外形等特性,并与试验数据进行对比.结果表明:在喷射出口下游的3,mm范围内,Realizable k-ε、RNG k-ε和高密度比k-ε(HDR k-ε)模型具有相似的求解结果;但在3,mm以外的区域,HDR k-ε表现出了明显的优势.除HDR k-ε湍流模型外,其他所有模型均给出较大的喷雾锥角和较小的贯穿距,表明HDR k-ε模型中的修正项产生了增大喷雾速度和贯穿距的效果.所以,对于具有大密度比的近场喷射流,HDR k-ε具有较好的适用性.