考虑流固耦合的Spar型浮式风力机涡激运动特性研究

对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程,运用动网格技术更新流场,实现圆柱与流场的非线性耦合作用。发现随着折合速度的增大,涡激运动响应可分为锁定前支、锁定区、锁定后支3个阶段,在进入锁定区前(折合速度Ur=3)横向运动响应发生拍现象,当跨过锁定区后(折合速度Ur=10)发生频率变换现象。结果表明,横向涡激运动有较大范围的频率锁定现象,频率解锁前后圆柱涡激运动轨迹由"右8字"形变换为"左8字"形。     

水射流贻贝单边脱壳装备喷嘴内流场数值仿真研究

针对目前国内半壳贻贝加工方法生产效率低、加工环境差、贝肉品质低等问题,提出了一种新型的水射流贻贝单边脱壳方法,并对水射流脱壳装备中喷嘴进行了数值模拟。使用ICEM-CFD软件建立了喷嘴内流场的二维模型,并进行了网格划分;利用FLUENT软件,选择合理的计算区域和边界条件,采用标准k-ε湍流模型,对喷嘴内流场的速度、压力、及湍动能耗散率进行了计算,获得了水射流单边脱壳装备中喷嘴的最佳结构参数。研究结果表明:喷嘴收缩角、出口直径对喷嘴出口流速的影响较大,圆柱段长度对出口流速几乎无影响;喷嘴收缩角、出口直径、圆柱段长度变化时,喷嘴出口处湍动能耗散率在轴线两侧维持为一恒定值,在近壁面处急剧增加;喷嘴结构参数的确定为推动水射流贻贝单边脱壳技术的发展提供了重要参考价值。     

改良结构的甲壳素生产装置的设计研究

由于传统的甲壳素生产过程过于复杂,各个生产环节并不在一起,对各种仪器的使用清洗频率较高,而且最终得到的产量比较低,原料得不到充分加工;针对传统加工问题设计了一种改良结构的甲壳素生产装置,该装置和传统甲壳素生产装置相比,能够将甲壳素生产的各个独立环节集中在一起,使其在一个整体设备中就能完成甲壳素生产,减少了各种设备的使用和清洗频率,原料能够充分加工完全,而且能进行过滤分离,缩短了操作流程,同时提高了甲壳素产量。     

喷气式桑葚采摘机的结构设计与研究

针对人工逐个采摘桑葚效率低下,易伤害桑树、破坏桑果的完整性、无法自动化收集,以及桑树顶部和密集枝叶区域采摘不彻底或无法采摘等问题,提出了一种新型非接触式的采摘方法——"高压气流采摘"。并结合该采摘方法设计了一款桑葚采摘机。通过三维建模分析桑葚机出现的失效形式,应用"鱼腹梁"原理设计壳体截面为C字形,减小应力集中,从而避免失效。通过优化设计C字形壳体内板上喷头的数量和喷口位置,使得气流在壳体内形成环流振荡,实现对桑树的全方位采摘。并采用传送带作为收集机构,对吹落的桑葚进行智能化收集。     

多功能瘫痪病人护理装置设计

伴随着老年人数量的增加,瘫痪和长期瘫痪的病人数量也相应增加。由于脑溢血、中风等病情,使很多的老年人需要长期卧床进行治疗,但目前大部分病床并不具有按摩翻身的功能,而病人长期卧床必然会导致产生褥疮,为避免皮肤产生褥疮,病人经常需要家属或医护人员对其身体进行按摩,这无疑加重了护理工作。因此一种具有按摩及给病人翻身的病床,可以使护理过程更加方便。     

石墨烯防腐涂层对油罐沉积水的防腐机制研究

目的探究石墨烯基防护涂层/碳钢体系在原油储罐沉积水中的防护机制。方法以实际原油储罐的沉积水为腐蚀介质,以自制石墨烯底漆和石墨烯面漆为防护涂层体系,采用交流阻抗谱、动电位极化曲线,结合盐雾实验探究石墨烯涂层体系在沉积水中的腐蚀行为和失效衍化机制。结果石墨烯底漆在浸泡初期对碳钢具有一定的防护效果,随着浸泡时间的延长,水分子逐渐渗透涂层,涂层逐渐失效。采用石墨烯面漆和石墨烯底漆搭配,可显著提高涂层对碳钢在沉积水中的防护性能,浸泡46 d后,涂层电阻仍为162 M?·cm。结论石墨烯底漆和石墨烯面漆涂层体系对储罐底板在沉积水中具有良好的防护性能,研究成果对油罐底板涂层防护选材具有理论指导意义。     

一种水面漂浮物自动清理机器人结构设计

为了解决传统的垃圾打捞船难以解决的小型水面悬浮物的问题,提出一种利用"漩涡"和网筛工作原理,并以太阳能为新能源的一种水面漂浮物清理机器人的设计方案。实现对水体的"二次清理",也可在水面航行过程或在静止在某固定点完成垃圾的收集,方便灵活。     

仿浮萍式多级污油汇聚分离回收装置的设计

通过分析近年来发生的较大海上平台溢油事故,如蓬莱19-3溢油事件等,提出了通过利用新型的污油回收装置来提高污油事故发生后的应急能力以及污油回收的效率和纯度的设计观点,然后引入了汇聚分层式污油回收装置,系统地介绍了装置的工作原理。仿浮萍式的回收头自然漂浮于水面,将海面上的油污吸入装置中。多级汇聚分离回收系统将吸入的污油进行多层的过滤、吸附、分离、聚结,将较高纯度的污油收集于装置中等待下一步处理。装置具有低能耗、高功效、可适应多种工况等优点,提高了海上污油回收的效率和纯度,减少了后期污油处理的工作量,对污油回收技术的进步有重要现实意义,应用前景也十分广阔。     

毛竹联合采伐机的设计研究

为了解决人工采伐毛竹时所出现的工作效率低、劳动强度大等问题,提出了一种集伐竹、打枝、截梢、集材等多种功能于一体的机械化采伐装置设计方案。毛竹联合采伐机分为采伐车和收集车两大部分,采伐车设有夹持装置和传送装置可对毛竹进行切削,整理枝梢后传送到收集车。收集车一侧加升降装置对毛竹进行装箱。夹持装置也可以对整理后的枝梢进行夹取清理装车。该装置操作方便、性价比高,可为毛竹采伐设计和研发提供参考。