等离子体强化超声速燃烧研究进展

超声速点火和燃烧是超燃冲压发动机研究中的一项关键技术。论文总结了国内外在碳氢燃料的等离子体点火助燃方面研究进展,重点列举了国外在裸电极直接点火和喷注等离子体火炬两种等离子体点火方式的实验与数值研究,以便于我国的科研工作者与国际同行开展国际合作与学术交流。     

溶胶型纳米SiO2和减水剂对粉煤灰-矿渣地聚物性能的影响

地聚物是一种有望替代普通硅酸盐水泥以降低土木工程行业碳排放的新型绿色环保胶凝材料。然而,粉煤灰-矿渣地聚物存在流动性差、干燥收缩大等问题,限制了其在工程领域的进一步推广应用。因此,通过试验研究了复掺减水剂和溶胶型纳米SiO₂对粉煤灰-矿渣地聚物工作性能、干燥收缩和抗压强度的影响,并分析了相关机理。试验结果表明,对于粉煤灰-矿渣质量比为7∶3的体系,与未掺加溶胶型纳米SiO₂和减水剂的粉煤灰-矿渣地聚物相比,当溶胶型纳米SiO₂和减水剂掺量分别为0.2%和1.0%时,粉煤灰-矿渣地聚物流动度从176 mm增大至198 mm,27 d干燥收缩降低了31.2%,3、7、28 d抗压强度分别提高了52.2%、24.5%、32.3%;溶胶型纳米SiO₂和减水剂复掺增加了参与反应的活性硅源,形成了更多的N-A-S-H和C-(A)-S-H凝胶产物,使得硬化后材料的结构更加致密。该研究可为粉煤灰-矿渣地聚物的进一步研究和应用提供参考。     

活性组分对丙烷燃烧影响的数值研究

等离子体助燃是一项能有效缩短点火延迟时间、提高燃烧效率和燃烧稳定性的新技术,可应用于航空发动机和汽车内燃机。为研究非平衡等离子体对丙烷燃烧的强化作用,建立了化学动力学模型,计算分析了非平衡等离子体中所含活性组分对丙烷燃烧的点火延迟时间和层流火焰传播速度的影响。计算结果表明:在丙烷/氧气/氩气预混气体中加入活性粒子(O、OH、NO)和自由基(CH2、CH3),混合气体的点火延迟时间减小2～3个量级,加入1%NO后,燃烧过程中活性中间体(O、OH、CH、CH2、CH3)的摩尔浓度会明显增加;化学当量比φ=0.8～1.0范围内的丙烷/空气预混气体燃烧时,加入自由基CH或CH3能增强层流火焰传播速度,在φ=0.8～1.2范围内,加入1%的活性粒子O、OH,火焰传播速度明显提高。     

基于离散元法的应变传感器与沥青混合料交互影响研究

为了提高传感器应变响应监测的可靠性和工作寿命,从细观力学角度开展了应变传感器与沥青混合料交互影响研究。基于离散元法,采用三维颗粒流程序,构建了内置应变传感器的沥青混合料试件模型,通过四点弯曲仿真试验分析了应变传感器与沥青混合料协同受力下,结构内部应力传递、力链分布和细观裂纹发展演化的规律。研究结果表明,通过监测配位数验证了PFC模型具有较高的可靠性和仿真度;埋置应变传感器降低了2.7%的基体结构强度,使最大拉应力由跨中梁底转移至应变传感器法兰位置处,并在应变传感器周边形成了应力集中效应,造成沥青混合料力学性能降低;应变传感器与沥青混合料协同受力下,结构内部拉伸裂纹表现出“快速增加、先增加后降低”的变化特征,拉伸裂纹占总裂纹的72.9%;“拉伸为主、拉-剪共存”是结构损伤破坏的发展形式。     

等离子体对碳氢燃料点火延迟时间影响的研究进展

应用等离子体减小碳氢燃料点火延迟时间的优越性已经越来越明显。论文总结了点火延迟时间的主要定义和表达方式,分析了等离子体影响碳氢燃料点火过程的重要机理、简化模型以及主要的实验装置,并列举了前面研究者利用等离子体影响碳氢燃料点火延迟时间的实验研究,最后提出了高压纳秒脉冲放电等离子体的应用前景广阔。     

基于蚁群算法的大型泵站优化运行研究

为了提高大型泵站运行效率,本文以运行电费最小为原则,根据蚂蚁算法建立泵站优化运行模型,选择案例进行实证分析。结果表明,优化模型能够有效优化泵站日常运行效率,降低运行费用。研究结果可为泵站提高运行效率提供参考。     

基于改进A*算法和动态窗口法的机器人路径规划研究

针对复杂环境下移动机器人出现的路径规划问题,为满足全局最优和实时避障的需要,提出了一种基于改进A^*和动态窗口法（DWA）的混合算法。该算法由两部分组成:①对传统A^*算法进行改进,改进后的A^*算法能够为机器人寻得一条全局最优路径;②基于DWA的局部路径规划算法,可以实时规避机器人行进过程中突然出现的障碍物,有效地改善了传统机器人路径规划无法动态避障的问题。实验结果表明,将改进A^*算法和DWA进行融合可有效改善机器人在复杂动态环境中的路径规划问题。     

大气压空气中尖-尖间隙60kHz高压放电实验研究

大气压低温放电等离子体在点火和辅助燃烧方面有着广泛的应用前景。为此,基于60kHz的高频高压电源,利用尖-尖电极的极不均匀场结构,在空气中获得了稳定的大气压辉光放电,通过测量电压电流并拍摄放电图像,分析了放电过程,并计算得到了电极压降和位移电流。间隙击穿前,间隙距离不变时位移电流随着施加电压而呈线性变化;间隙击穿后,电源输出电压不变时间隙放电电压随着间隙距离而呈线性变化。结果表明放电过程经历3种放电模式(电晕放电、火花放电、辉光放电),放电稳定性随着气体体积流量的增大而减小,在气体体积流量<3L/min时,可以实现稳定辉光放电。相关结果可为等离子体点火和辅助燃烧提供参考。     

偏高岭土-磷酸基地聚物的力学性能及微观结构分析

为明确不同浓度磷酸溶液激发偏高岭土的最佳液固比(L/S)值,本文设置了 4、5、6、7、8 mol·L-1五组磷酸溶液以及0.6、0.7、0.8、0.9四种L/S值来制备偏高岭土-磷酸基地聚物(MPAG).以MPAG的7和28 d抗压、抗折强度作为评价指标,探究上述预设变量对MPAG力学性能的影响,进一步研究每组浓度最佳L/S值试样经硫酸盐侵蚀后的抗压强度,并对MPAG物相组成和微观形貌进行表征及分析.结果表明:MPAG主要由无定形磷酸铝相组成;当磷酸溶液浓度为4～6 mol·L-1时,L/S值为0.6时,制得的试样抗压强度更大,溶液浓度增大至7或8 mol·L-1时,推荐L/S值为0.7;MPAG抗硫酸盐侵蚀能力佳,浸泡28 d后抗压强度保留率达84％～93％;任一L/S值下,使用6 mol·L-1磷酸溶液制备的试样均取得该L/S值的最大抗折强度;当L/S值为0.6时,28 d最大抗折强度为6.80 MPa.本文研究结果可为MPAG的制备及应用提供参考.