GDT与MOV的动态特性研究

为解决浪涌防护器件(surge protection device,SPD)中的气体放电管(gas discharge tube,GDT)和金属氧化物压敏电阻(metal oxide varistor,MOV)在雷击浪涌冲击下级间配合工作方式的问题,通过研究GDT与MOV的非线性伏安特性,运用波过程理论的方法建立模型,计算MOV和GDT单个器件与组合形式的入射、反射、折射电流以及它们所发生的时间。实验验证与仿真计算对比结果表明:如果已知MOV和GDT的入射、反射以及折射电流和发生的动作时间,就可以确定它们单个器件或者组合形式开路、匹配、短路等工作方式。对于SPD其他非线性器件遭受不同方式的浪涌冲击时,也可采用此法进行研究分析,该文方法可为其提供新的思路,在工程应用方面具有一定的指导意义。     

声波作用下的单圆柱绕流及传热特性数值研究

为了研究声波对单圆柱绕流流动和传热特性的影响,建立了流场、声场、对流传热多物理场耦合的二维数学模型,并利用有限元软件COMSOL进行数值模拟。结果表明：（1）当频率f=50 Hz、声压级L_SP=123～149 dB时,斯特劳哈尔数Sr随声压级增大而减小,圆柱表面压力系数C_P随声压级增大而增大;（2）L_SP=143 dB、f=20～80 Hz时,斯特劳哈尔数Sr、压力系数C_P均随频率f增大而增大;（3）对比f=50 Hz、L_SP=143 dB声波作用与无声波作用的情况,阻力系数C_DF和升力系数C_DL都呈周期性变化,但有声波作用时振幅增大;（4）声波作用会促进圆柱表面热量传递,但当L_SP>143 dB,圆柱表面局部努塞尔数Nu_θ开始减小。该研究结果为强化圆柱绕流传热提供了理论研究基础。     

火焰燃烧区域空气声速与温度关系的实验研究

为使声学方法能对火焰温度进行精确测量,实验研究了火焰燃烧区域中空气声速与温度的关系。首先对非火焰气体环境中的声速与温度进行测量,然后在此基础上对不同燃料燃烧的火焰区域进行声速测量实验,并结合热电偶测得火焰温度,进而得到火焰中空气声速与温度的关系。结果表明:在固定距离下,与室温空气环境相比,高温烟气环境会使声波的传播时间减小,火焰环境会使声波的传播时间变长;在非火焰区域,空气声速与温度的关系符合理想气体中声速与温度的关系;在火焰燃烧区域,空气声速与温度关系偏离理想气体的声速与温度方程,与按照理想气体计算的声速结果相比,实际声速测量值偏小;对于同种燃料的火焰,随着火焰温度升高会出现空气中的声速减小的现象。