蝌蚪模型并列游动的数值研究

该文通过数值求解雷诺平均N-S方程,对高雷诺数下蝌蚪模型同相位和反相位并排游动进行了数值研究,揭示了并列蝌蚪群游的流动机制。研究表明,非流线型的蝌蚪并列群游与流线型的鱼体不同。蝌蚪同相位并列游动时,总推力比单独游动时低,尽管能量消耗有所增加但推进效率更高;蝌蚪反相位并列游动时,总推力比单独游动时低,但比同相位并列游动时高,间距很近时消耗的能量会显著增加,而推进效率依然提高。蝌蚪的钝体头部产生的涡在群游时有利于增加推力。     

NUMERICAL SIMULATION OF FLOW OVER TWO SIDE-BY-SIDE CIRCULAR CYLINDERS

In the present paper, the unsteady, viscous, incompressible and 2-D flow around two side-by-side circular cylinders was simulated using a Cartesian-staggered grid finite volume based method. A great-source term technique was employed to identify the solid bodies (cylinders) located in the flow field and boundary conditions were enforced by applying the ghost-cell technique. Finally, the characteristics of the flow around two side-by-side cylinders were comprehensively obtained through several computational simulations. The computational simulations were performed for different transverse gap ratios (1.5≤T/D≤4) in laminar (Re=100,200) and turbulent (Re=104) regimes, where T and D are the distance between the centers of cylinders and the diameter of cylinders, respectively. The Reynolds number is based on the diameter of cylinders,D. The pressure field and vorticity distributions along with the associated streamlines and the time histories of hydrodynamic forces were also calculated and analyzed for different gap ratios. Generally, different flow patterns were observed as the gap ratio and Reynolds number varied. Accordingly, the hydrodynamic forces showed irregular variations for small gaps while they took a regular pattern at higher spacing ratios.     

WAKE PATTERNS OF FLOW PAST A PAIR OF CIRCULAR CYLINDERS IN SIDE-BY-SIDE ARRANGEMENTS AT LOW REYNOLDS NUMBERS

A flow past two side-by-side identical circular cylinders was numerically investigated with the unstructured spectral element method. From the computational results at various non-dimensional distances between cylinder centers T/D and the Reynolds number Re, a total of nine kinds of wake patterns were observed: four steady wake patterns, including single bluff-body steady pattern, separated double-body steady pattern and transition steady pattern for sub-critical Reynolds numbers and biased steady pattern for super-critical Reynolds numbers, and five unsteady wake patterns, including single bluff-body periodic pattern, biased quasi-steady pattern, quasi-periodic (flip-flopping) pattern, in-phase-synchronized pattern and anti-phase-synchronized pattern. Time evolution of lift and drag coefficients corresponding to each unsteady wake pattern was given.     

热定形对并列复合再生聚酯短纤维性能的影响

以再生聚酯瓶片料和泡料混合料为原料进行并列复合纺丝,并经后纺工艺处理得到并列复合再生聚酯短纤维。通过对纤维进行干热定形,研究热定形温度、时间对并列复合再生聚酯短纤的强伸性能、卷曲性能和热收缩性能的影响。结果表明:聚酯短纤维的断裂强度和断裂伸长率随着热定形温度升高而增大;断裂强度随热定形时间的延长逐渐下降,断裂伸长率先增大后减小,在20 min时达到最大值,为17.4%,声速取向因子则随着热定形时间的延长呈现下降趋势。纤维的卷曲性能随着热定形温度的升高而改善,较短的时间内,纤维的卷曲性能已经达到最佳;热定形温度的升高使纤维的热收缩率增大;并列复合再生聚酯短纤维的最佳热定形温度是140～160℃,最佳定形时间为10 min。     

高分辨率遥感图像投影分析的靠岸舰船检测

目的 高分辨率遥感图像中,靠岸舰船检测有着广泛的应用前景,其主要难点在于舰船与港口陆地在空间上紧邻,在颜色和纹理特征上相似,舰船与港口陆地难以分割。针对这种情况,利用港口岸线平直的几何特点和靠岸舰船多为舷靠的停泊特点,提出一种基于投影分析的靠岸舰船检测方法。方法 首先,对原始图像进行预处理,利用K-means聚类算法与区域生长算法相结合的方式得到海陆分割图像,利用Sobel算子与Otsu分割结合的方式获取边缘图像;然后,通过改进的Hough变换提取直线特征,结合港岸几何特性定位港口岸线;再将海陆分割后的二值图像向沿岸线和垂直岸线两个方向进行投影,根据沿岸线方向投影形态确定和分离并靠舰船,根据垂直岸线方向的投影形态定位舰船目标;最后,利用舰船尺寸、长宽比、最小外接矩形占空比特征去除虚警。结果 在15个港口场景不同分辨率的遥感图像测试集上,本文方法整体检测率达到85.4%,虚警率达17.2%;限定分辨率范围在24 m的情形下,检测率提高到93.5%,虚警率降低至5.3%。结论 本文方法简单有效,无需港口先验信息,适用于多尺度和多方向的靠岸舰船目标检测任务,对不同类型舰船形态差异具有鲁棒性,且能够分离并靠舰船。     

低雷诺数下并列双波浪柱尾迹干扰效应数值模拟

该文针对雷诺数Re=100下不同波长参数(/mλD=2、4、6和8)、不同间距比(1.5/3.5m≤L D≤)的并列双波浪柱后尾迹复杂的三维流动结构及干扰效应进行了数值研究。研究表明:三维并列双波浪柱在较小的间距比/1.5mL D=时,波峰对波谷排列的并列波浪柱后尾迹呈现明显偏置双稳流动结构,而波峰对波峰排列工况下基本呈现单一波浪型钝体后尾迹流动结构(尤其是在大波长/mλD=6和8时);当间距比/3mL D≥时,随着波长/mλD的增大,上下波浪柱各自呈现单波浪柱后尾迹流动结构;较大波长的三维波浪形状更好地组织了后尾迹三维流动结构,减少了并列双波浪柱后尾迹的相互干扰,从而减阻减振明显,最高减阻可达14.5%,脉动升力系数上下游波浪柱均趋于0.1。该研究可为近海工程的多立管结构及悬索桥的拉索振动抑制等提供理论支持。     

气液两相流并列双方柱绕流涡脱特性数值研究

采用有限容积法,综合考虑了由剪切引起的紊流和由气泡引起的紊流关系式,基于双流体模型,对不同含气率、不同间距比下气液两相流并列双方柱绕流旋涡脱落特性进行了数值模拟。通过计算发现：气液两相流并列方柱绕流,在间距比T/D<2.0时,双方柱尾迹模式是偏流模式,且宽窄尾迹流是通过中间模式(非偏流)相互转化的;在偏流模式中,拥有宽尾迹模式的柱体具有更小的阻力,拥有窄尾迹模式的柱体具有更大的阻力,而中间模式两柱体阻力相当;在间距比T/D32.0时,双方柱尾迹是“同步”模式,在T/D=2.0时,双方柱以同步同相旋涡脱落形式为主,T/D=2.5、3.0、5.0时,双方柱以同步反相旋涡脱落形式为主。来流含气率增大对抑制气液两相流绕并列双方柱流动的涡街生成贡献很大,当含气率增大到0.12时,没有稳定涡街生成。对气液两相流并列双方柱绕流频域过程分析发现：来流严格对称的情况下,并列两方柱运动参量频域过程是非对称的,两柱体长时间所受到的流体作用是不一样的。     

并列型PTT/PET复合纤维的卷缩特性及力学性能的研究

研究了不同线密度PTT/PET复合纤维经过热湿处理前后的形态结构,卷缩特性,卷曲回弹性和拉伸性能变化。结果显示:经过热水热处理后,纤维的卷曲半径明显减小,半径收缩率增大;温度越高,纤维卷曲半径越小,半径收缩率越大。纤维的卷曲收缩率和卷曲模量随着线密度的增加而减小,卷曲稳定度随线密度增加有最大值。纤维的弹性恢复率随线密度的增大而增大,纤维的紧缩伸长率在167 dtex附近有最大值。复合纤维的初始模量随线密度的增加而减小,热处理后的初始模量变小;断裂伸长率随线密度的增加而增大,经热处理后数值增大;断裂强度在热处理前后与线密度关系不大,热处理后断裂强度略有减小。     

双组分并列复合纤维“哑铃型”结构的控制

双组分并列复合纤维"哑铃型"结构的控制可以更好地显示其三维立体卷曲结构和弹性功能。研究结果表明,并列复合纤维两组分的体积组成比、两组分在纺丝工艺条件下的熔体黏度比及喷丝板的结构均为控制双组分并列复合纤维形成"哑铃型"结构的重要影响因素。     

热处理对并列复合双组分聚酯长丝性能的影响

研究了热处理温度、时间及处理介质对并列复合双组分聚酯长丝的卷曲性能和力学性能的影响,结果表明:热处理温度对长丝的卷曲性能影响较大,卷曲率和卷曲回复率都随温度升高而增大,卷曲弹性率随温度升高而减小;热处理时间对长丝的力学性能影响不大;随着处理温度的增加,长丝的断裂强度、模量和取向因子略有下降,但是变化值并不大;不同的处理介质对长丝的力学性能影响较大。