鱼道优化设计数值仿真研究

本文通过对鱼道结构优化,基于流体计算的数值仿真技术,分别对优化后鱼道内流态和紊动能的结果进行分析,得出：优化后的竖缝一孔口组合式鱼道内的平均流速能降低30％以上,水流更为平缓,鱼道各池室内的表层竖缝流速较小,底层孔口流速较大,表层和底层的紊动能均比较小。通过研究发现,优化后的竖缝·孔口组合武鱼道内的流速和流态对鱼类的上溯是有利的。     

基于VB的H-ADCP率定程序的研发与应用

H-ADCP测流系统在国内得到了广泛的应用，H-ADCP代表流速与实测断面平均流速关系的率定精度，决定了H-ADCP自动化测流的精度。目前，国内H-ADCP代表流速的单元区间选择仍采用人工方式，存在一定的误差，如何最优化的自动率定H-ADCP代表流速与实测断面平均流速的问题还有待进一步研究解决。通过用VB6.0编程对存储在Excel表内的H-ADCP单元流速和实测断面平均流速数据进行统计分析，在国内首次实现了代表流速单元区间的自动最优化选择，提高了率定精度，具有重要的推广应用价值。     

激光自混合测量矩形管道流速分布及流量

复杂管道条件下的流速分布和流量的准确测量对掌握其流速分布规律及其应用均具有重要的意义.提出了一种激光自混合测量矩形管道流体层流流速分布和流量的方案.在激光自混合和矩形管道层流流速分布理论的基础上,分析了矩形管道内流体层流运动时的激光自混合信号频谱特征,得到了矩形管道层流流速分布特征和流量值.实验测量的矩形管道流速测量值平均相对误差为2.7％,流量值相对误差在2.0％以内,实验结果与理论相一致.     

土壤源热泵系统地埋管经济循环流速的确定方法探讨

土壤源热泵技术使用日益广泛,然而地埋管换热器循环流速的确定尚无定论。现有文献只提供一定的选择范围,若选择不当,将对系统的设计与运行有较大影响。针对工程中常用的竖直埋管换热器,在总结现有循环流速范围的基础上,提出一种基于系统经济性的循环流速的确定方法。可实现具体工程循环流速的唯一确定并使系统生命周期内综合经济性达到最佳,为工程实际提出借鉴。     

用于迫弹速度测量的柔性MEMS流速传感器仿真

大部分迫弹采用引信涡轮发电机兼作为弹道辨识用的速度传感器,但是涡轮发电机存在着低速停转和高速限速等测速问题.设计了一种贴装在引信上测量迫弹飞行速度的宽量程柔性MEMS流速传感器.利用有限元仿真软件对迫弹引信进行了流场仿真,确定了流速传感器在引信进气道内的贴装位置,并对传感器进行了热-流场耦合仿真.引信流场仿真表明,拉法尔管进气道后端壁面处流速与迫弹飞行速度为近似线性关系:迫弹飞行速度0～350 m/s对应壁面流速为0～75 m/s.进气道内安装的柔性流速传感器的热-流场耦合仿真表明,由传感器加热电阻的加热功率和三个测温电阻对的温度差可测量0.01～75 m/s的流速,这为传感器用于迫弹的弹道辨识奠定了理论基础.     

平板式大面积放电射频激励CO2激光器小信号增益分布测试及分析

此研究结果表明这类激光器的小信号增益分布与气体流速;有关。在静止气体或非常慢速流动下,小信号增益分布取决于气体温度的分布,而当气体流速增加到一定数值后,小信号增益分布则取决于气体速度在放电管内的分布。     

基于加权尖峰滤波器提高脉动流测量精度

为编码激励脉冲多普勒血流测速系统提出加权尖峰滤波压缩算法,与传统脉冲压缩滤波器不同,该算法对系统整体进行优化可得到更好的流速估计。脉动流计算机仿真结果表明：在一心动周期内的各种流速时刻,该算法的平均绝对误差和均方根误差均比逆滤波器、尖峰滤波器要低,其测量结果最为准确;加权尖峰滤波器的脉冲压缩效果不依赖于流速。     

自适应零序电流速断保护中实时计算系统参数算法仿真与研究

针对传统零序电流速断保护[1]的灵敏度受系统运行方式变化和接地短路类型影响的局限性,提出了实时检测系统参数来实现自适应式零序电流速断保护。文中以计算系统等值零序内阻抗为例,并通过仿真研究证实了方法的有效性和可行性。     

电磁搅拌对激光熔池熔体流速及其凝固组织影响研究

为了研究电磁搅拌对TA15钛合金激光熔池的影响,构建了一种三相三极旋转式电磁搅拌器作用下微小熔池内部的磁流体力学数学模型。运用该模型计算了不同激励电流情况下磁场中心处的磁感应强度和熔池内熔体周向流速,分析了其对熔池温度分布和组织形成的影响。并采用试验手段对分析计算结果进行了验证。结果表明:电磁力驱使熔体作周向运动,且随着远离磁场中心,洛伦兹力越大,周向流速越大。随着激励电流的增大,磁感应强度增强,熔质周向流速增大。流速加剧能够降低熔池内温度及凝固界面处的温度梯度,有利于等轴晶的增多。试验证明施加磁场后熔池顶部组织出现等轴晶,且随着远离磁场中心,熔池顶部的等轴晶数量逐渐增多,与计算结果的分析趋势相吻合。     

用激光测定网膜血管内的血液速度

美国麻省理工学院的两位研究人员使用激光多普勒测定法测定了人的纲膜血管内的血液的速度。平均流速在纲膜静脉内是1.9厘米/秒，在纲膜动脉内是2.2厘米/秒。     

传热管内污垢自动清洗螺旋线的低速强化与防磨损技术

传热管内污垢自动清洗的钢丝螺旋线存在需较高的流速带动和磨损两大问题。作者为此提出以塑料螺旋线替代钢丝螺旋线解决磨损问题,设计固定塑料螺旋线的空芯管来解决刚度太差的缺点,并且又以螺旋流道的高速流动替代管内的低流速,显著增大其自转力矩,达到可以在0.4m/s以上的低流速下可靠应用的目的,并且传热系数强化幅度约50％,制造简单,具有很好的工程应用价值。     

微气泡在矩形铂膜加热器上的控制性生长及振动

采用标准MEMS加工工艺,设计出了5个50μm×20μm的串联铂膜微加热器并将其置于并联流动微通道内;在脉冲加热下观察铂膜上气泡的生长行为,实验研究了主流过冷度、流速以及铂膜功率等因素对气泡生长的影响;结果表明,气泡的生长延迟间差随着主流过冷度和流速的增大而增大,随着铂膜功率的提高而缩短;高功率小流速时,气泡直径较大,但流速的提高会使气泡脱离直径变大;气泡生长的同时伴随着纵向和横向跳跃:前者与流速有关,后者与串联铂膜上气泡间的相互影响有关,但流速是影响两个方向上跳跃幅值的主要因素.     

烟气流速及颗粒物浓度的光学测量方法研究

为实现基于光学方法的烟气流速和颗粒物浓度的非介入式测量,研制了双光路对射式烟气流速测量系统,并在工业烟道上进行了实地测试。鉴于工业烟道内气流的复杂性和多变性,提出了一种反级串的烟气流发展模型,并改进了数据处理方法。分析结果表明:基于新数据处理方法测量的烟气流速,虽然其统计平均值与皮托管的单点测量结果存在0.7m/s的差异,但两仪器测量结果的统计平均值非常一致,均接近7.6m/s。当信号比较理想时,相对于经过简单滤波后计算得到的烟气流速,新的数据处理方法不会对烟气流速及其变化趋势造成明显改变。由烟气流速测量系统所测信号的光强起伏与颗粒物浓度存在明显的线型关系,相关系数可达0.97。     

水冷系统对直拉法生长大直径硅单晶拉速的影响

在直拉法生长大直径硅单晶过程中,单晶炉内的温度梯度直接影响单晶生长的质量.分析了炉体内添加水冷板后循环水流速对系统固相温度梯度的影响.研究发现在不影响单晶炉内固液界面处熔体表面温度的前提下,增大固液界面处固相温度梯度可有效提高晶体生长速率.但若冷却水流速过大,熔体可能生成新的不规则结晶核,凝固在晶体界面导致晶变.当单晶炉体内放置水冷板时,改变水冷板水流速大小可调整系统的温度梯度.通过仿真得出当循环水温度为296.15 K时,生长14英寸(1英寸=2.54 cm)硅单晶最适水流速约为55 L/min.经过对比实验得出,在晶体生长的过程中,炉体内加水冷板后的晶体生长速率逐渐高于未加水冷板的,最大生长增速约为9％.     

液晶微流体中拓扑缺陷的形态研究

为了研究向列相液晶微流体在不同界面限制内拓扑缺陷的产生与演化,制备了不同表面锚定条件的微通道。通过采用不同表面特性的基板与聚二甲基硅氧烷制备的结构层键合,并合理利用氧等离子体对通道内壁化学特性的改变,最终制备出3种不同表面锚定条件的微流体通道。观察向列相液晶在其中的流动,总结了不同类型拓扑缺陷的出现规律。实验结果表明：平面取向的微通道内液晶分子排列连续,不会出现明显的缺陷结构。混合取向的微通道在界面锚定之间的竞争作用下,会在上表面附近形成稳定的相错线,相错线的数量与微通道的宽深比相关。正常情况下,垂直取向的微通道内指向场的变化具有良好的连续性,通过控制流速突变产生回流可以有效破坏微通道内指向场的连续性,从而产生动态的拓扑缺陷。缺陷的数量与流速相关。当流速恒定时,缺陷结构会维持短暂的动态平衡,随后会在通道内产生规律的波动。     

传热管内污垢自动清洗螺旋线的低速强化与防磨损技术

传热管内污垢自动清洗的钢丝螺旋线存在需较高的流速带动和磨损两大问题.作者为此提出以塑料螺旋线替代钢丝螺旋线解决磨损问题,又设计固定塑料螺旋线的空芯管来解决刚度太差的缺点,并且又以螺旋流道的高速流动替代管内的低流速,显著增大其自转力矩,达到可以在0.4m/s以上的低流速下可靠应用的目的,并且传热系数强化幅度约50%,制造简单,具有很好的工程应用价值.     

激光深熔焊接过程中的光致等离子体行为特征模拟

采用Level-set方法模拟了激光深熔焊接过程中光致等离子体的动态形成过程, 研究了等离子体形态、温度、孔内压强、气体流速等行为特征。结果表明: 在2.2 ms时刻等离子体的最高温度达到4 300 K,孔内的最大压强为4×105 Pa, 等离子体在小孔径向的最大流速为60 m/s, 最大流速位于等离子体中心处且接近孔底的位置, 且等离子体沿小孔轴线方向与径向方向的流速下降。考虑等离子体对激光能量吸收比未考虑等离子体对激光能量吸收时孔内功率密度降低了12.5%。研究结果将为激光深熔焊接过程中等离子体的机理研究和模拟研究提供理论依据。     

变压器瓦斯继电器自动保护研究

变压器是电气部门的主要关键设备,其瓦斯继电器的性能对变压器的安全高效使用有直接的制约作用.基于这一点,本文对瓦斯继电器整定流速进行了定量分析,对继电器的压力释放进行了深入探讨,特别针对电力变压器内部出现故障进行了求解,对变压器内油的分解后产生的气体其流速与能量之间的因果进行了计算,并针对传统变压器流速整定值反映迟钝的现象,提出了将整定值适当降低从而减少故障发生的建议.     

发动机进气道的优化仿真

通过对进气道内气体流动的三维数值模拟计算,可获得流量系数,气道内压力、流速等参数的空间分布,并建立气道形状、安装位置与气体流动特性(包括流量系数等)的关系,为汽车发动机进、排气道的设计与改进提供依据。     

流速对高气压电激励CO_2激光器输出功率的影响

过去我们研究了运转压力为20Torr时,较大流速(20～340m/s)对激光器性能的影响,也探讨了固定流速为70m/s时,运转压力为40Torr～2atm范围内高压CW CO_2激光器特性。本文将进一步在高压(40～760Torr)和更大的流速范围(30～340m/s)内研究流速和气压对CO_2激光器特性的综合影响,以期探索发挥高气压器件的潜力。 所考虑的装置见图1。计算的模型和方程与[1]同。假定电子密度n_e在正柱区内沿x方向均匀分布,将一维理想气体的守恒方程和三振型系统的弛豫方程联立求解,在满足一定的稳