纯吸吸尘与卷吸吸尘仿真对比分析

本研究基于计算流体力学软件FLUENT对纯吸式吸尘与龙卷风卷吸式吸尘进行了对比分析,旨在探明纯吸式与卷吸式在流场特征上的差异。通过对同一离地高度的吸尘口对比中发现,在近地面位置,纯吸式吸尘在吸尘口覆盖区域内有一个速度峰值,而卷吸式吸尘在吸尘罩覆盖区域内及覆盖区域外各有一个速度峰值,呈现双峰特性;在吸尘罩覆盖区域外的近地面,随着远离吸尘罩轴心,卷吸式吸尘气流速度降低较慢,而纯吸式吸尘气流速度降低较快。通过对不同离地高度的吸尘口对比中发现,随着吸尘口离地高度的增加,纯吸式吸尘近地面气流速度下降较快;而卷吸式吸尘近地面气流速度下降较慢。因此,充分利用卷吸式的近地面气流速度在吸尘口覆盖区域外降低较慢的特性,可实现大范围吸尘;充分利用随着吸尘口离地高度增加,卷吸式近地面平均速度降低较慢的特性,可实现远距离吸尘。     

氮化物吸波材料研究进展EI北大核心CSCD

雷达隐身材料对提高武器装备的生存和防御能力具有重要意义.氮化物材料由于其自身优异的物理化学性能,有望成为一种新型吸波应用材料.本文总结了近年来氮化物吸波材料的研究进展,论述了氮化钛、氮化铁、氮化锰、碳氮化硼和合金氮化物等吸波材料的研究现状,并从形貌调控、仿生结构设计、高温吸波特性和吸波机理等方面展望了氮化物吸波材料未来的研究趋势.     

地效翼的颤振特性研究EI北大核心CSCD

地面效应是指当机翼贴近地面飞行时,由于受到地面的干扰作用而引起升力增加和阻力降低的现象。研究地面效应对颤振的影响规律。建立基于计算流体力学/计算结构力学耦合的颤振计算方法,采用标模AGARD 445.6机翼对颤振计算方法进行验证。在此基础上,以贴近地面的三维机翼为研究对象开展颤振分析,研究指出地面效应增强了非定常气动力的幅值,而且离地越近这种效果就越明显,从而导致颤振速度随着离地高度的降低而减小。然后重点讨论了攻角对地效翼颤振的影响,与不考虑地效的经典线性颤振理论不同,指出地效翼的颤振速度与攻角有关,在地效区域内,增加机翼的攻角会使发生颤振时的静变形变大,导致机翼抬起和离地高度增加,地效减弱,使得颤振速度随攻角的增大而提高。     

应用CFD优化螺旋卷式膜组件流道结构

为探究螺旋卷式膜组件流道结构对流体流动和膜组件分离性能的影响,在对螺旋卷式膜组件中流体流动分离过程进行分析后,对膜组件内含有隔网的流道进行简化建模,利用计算流体力学(CFD)方法对流体在流道中的流动分离情况进行三维模拟计算.以隔网编织方式为变量,考察不同隔网编织方式下流体的流动状态和二氧化碳分离传质效果以确定较优的隔网编织方式.结果表明,隔网编织方式通过影响膜组件流道结构进而改变流体流动形态、剪应力分布、速度分布和压力分布.采用部分编织型隔网时,流体流动压降约为60 Pa/m,二氧化碳分离效率为90%左右,可以同时实现膜组件较优的分离性能和较低的流动压降.     

介电型石墨烯吸波复合材料研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯因其独特的介电特性、高比表面积、低密度等性质,被认为是新一代吸波材料的有力候选。然而,单一组分的石墨烯吸波性能不佳,因此近年来石墨烯基吸波复合材料成为研究热点。本文介绍石墨烯及其复合材料的吸波机理与特性,指出介电型石墨烯作为极具发展潜力的吸波复合材料具有轻质、高强、宽频、薄层的特点。从石墨烯基体与掺杂体两方面综述了介电型石墨烯吸波复合材料的研究进展。最后指出,开发损耗能力强的新型介电掺杂体、构筑多组分吸波复合材料体系、建立通用的设计方法以及探索大批量的制备方法是未来的研究方向。     

改性熔喷吸油材料研究进展EI北大核心CSCD

常规的熔喷吸油材料存在吸油倍率低、保油性能较差和强力低等缺点,限制了其作为吸油材料的应用与发展,而通过改性常规熔喷吸油材料来提升其性能的研究受到广泛关注。文中对改性熔喷吸油材料的研究进展进行了全面综述,重点介绍了共混改性、表面改性、复合改性3种改性方法对熔喷吸油材料性能的影响,以及以熔喷吸油材料为基体,通过以上改性方法改变其组分和结构,从而提高材料的吸油倍率、保油率和强力。最后,根据现有吸油材料的发展,对熔喷吸油材料所面临的困难提出了应对策略,展望了其未来的发展方向。     

多层堆叠式永磁动力减振刀杆设计与仿真分析EI北大核心CSCD

针对大长径比刀杆中传统动力减振器的橡胶疲劳老化、阻尼液易泄露、刚度和阻尼难以精准设计等问题,设计了一种利用磁刚度和电涡流阻尼提供刚度和阻尼的多层堆叠式永磁动力减振器,实现了刚度和阻尼的独立精准设计。独特的堆叠式结构可以在相同体积下提供更大的磁刚度和电涡流阻尼,保证多层堆叠式永磁动力减振器达到最优减振条件。分别建立了多层堆叠式永磁动力减振器中磁刚度和电涡流阻尼的理论计算模型,并利用MATLAB软件和Maxwell电磁仿真软件分别探究了磁刚度和电涡流阻尼与多层堆叠式永磁动力减振器各部分尺寸参数之间的关系。最后利用MATLAB软件分别对安装多层堆叠式永磁动力减振器的刀杆和等尺寸实心刀杆进行仿真分析。结果表明,安装多层堆叠式永磁动力减振器后刀杆的频响函数幅值最大值下降91.1%。     

无反射层泡沫夹层结构设计及吸波性能研究EI北大核心CSCD

针对无反射层的电磁隐身需求,本工作对透波层/吸波泡沫/透波层的夹层结构的吸波性能进行仿真计算,据此制备不同电磁参数的吸波泡沫,对其进行电磁特性表征,并研究吸波泡沫夹层结构的雷达散射截面(RCS)性能。结果表明:在吸波泡沫介电常数为2.3~2.7,介电损耗为0.24~0.26时,无反射层的夹层结构在宽频范围内具有最优的吸波性能。加入炭黑吸收剂泡沫的介电常数和介电损耗具有明显的变化规律,吸波PMI泡沫的电磁特性与仿真计算最优吸波泡沫较接近。炭黑质量分数为8%时吸波PMI泡沫夹层结构在2~18 GHz频率范围内具有最优的隐身性能,与仿真计算结果相对应,其通过低频透波、高频吸波实现电磁波隐身。     

基于人工电磁介质的宽带吸波器研究进展EI北大核心CSCD

利用人工电磁介质拓展吸波器吸收带宽,是国内外研究人员主要的关注领域.本文综述近年来主要研究的基于人工电磁介质的宽带吸波器的典型结构及其应用,分析人工电磁介质结构在提高吸波器吸收率方面的机理,介绍基于集总元件扩宽吸波器带宽的理论模型,强调人工电磁介质在拓展吸波带宽中的重要作用.最后展望人工电磁介质在科技领域的应用前景,并指出宽带电磁吸波器未来的发展趋势主要集中在可协调性、多物理场耦合以及低成本制备,尤其是高效大面积低成本制备工艺将成为未来吸波器重要的研究方向.     

羰基铁室温硫化硅橡胶复合材料的吸波性能EI北大核心CSCD

为制备兼具力学性能和电磁吸收性能的高带宽吸波材料,采用纳米粒子改性及物理共混法设计制备一种以聚二甲基硅氧烷为基体的羰基铁室温硫化硅橡胶复合材料,系统地分析了该复合材料的力学性能与吸波性能。结果表明:当白炭黑质量分数为3%时,复合材料的综合力学性能最佳,便于材料加工;该复合材料为磁损耗型吸波材料,材料的衰减常数随羰基铁含量和频率呈正相关。根据仿真计算得出,在2~18 GHz下,随着复合材料厚度和羰基铁含量增加,电磁波的吸收峰都逐渐向低频移动,当复合材料的厚度为1.5 mm且羰基铁质量分数为75%时,吸波材料有效吸收带宽可以达到9.07 GHz,占目标带宽56.68%。在实际应用中可根据应用场景需求来优化配方和控制材料厚度,达到最佳的吸波效果。     

卷式膜组器平行流道中横向网丝间距对流体流动的影响

在卷式膜组器平行流道中,利用计算流体力学(CFD)方法研究了横向网丝间距对流体流动的影响.在横向网丝间距依次为1.333 mm、2 mm、4 mm的3种平行流道中,分别考察了流体的速度和压力分布,并且分析了膜通量与压降之间的关系.模拟结果表明:平行流道中横向网丝间距对流体流动有着重要的影响,横向网丝间距为2 mm的流道是较好的流道,因为它能够较好地平衡膜通量与压降之间的关系.     

BA-OSS-ST高吸油凝胶的合成及性能EI北大核心CSCD

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)水解缩聚所得的反应型低聚硅氧烷(OSS)为交联剂,丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)为共聚单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过本体聚合合成了高吸油凝胶。考察了单体配比、引发剂用量、交联剂用量对其吸油性能的影响。结果表明,随单体质量比(m(ST)/m(BA))、交联剂用量、引发剂用量的增加,凝胶的吸油率先增大后减小;当单体质量比(m(ST)/m(BA))为1∶2,m(交联剂)/m(BA+ST)=0.208/100、m(引发剂)/m(BA+ST)=1.5/100时,在55℃反应12 h所合成的吸油凝胶吸油性能最好,对氯仿的吸油率达到66.2g/g,保油率达到90%以上,可以重复使用10次以上。     

低温储罐大流量回液冲击液面过程的数值模拟研究北大核心CSCD

针对某3000 m^(3)液氮储罐在2000 m^(3)/h的大流量回液与排液工况,建立了该储罐及其排液管路的计算流体力学(CFD)模型,着重分析了液氮回液冲击液面过程中的复杂气液界面演变与液体流动情况,并研究了防涡板和回液分流斗对液面波动的抑制作用。结果表明,大流量回液冲击液面过程易产生液面凹陷,若低于临界液位高度则导致排液中夹带气体。对临界液位高度影响因素的分析表明,设置防涡结构和削弱回液冲击是降低临界液位高度的主要优化方向。采用分流斗和防涡板结构可分别削弱回液冲击并抑制液面波动,最终可将临界液位高度降低到0.6 m以下。     

扁平钢箱梁风屏障防风效果的数值模拟研究EI北大核心CSCD

为研究扁平钢箱梁风屏障的防风效果,在验证数值模型准确性的基础上,针对扁平钢箱梁上分离障条直线型风屏障,研究了风屏障对桥面风场分布的影响,采用神经网络模型建立了风屏障风速折系数的代理模型,考查了风屏障高度与透风率的影响,给出了风速折减系数随风屏障高度和透风率变化的等值线曲线。结果表明:当风屏障高度增加到一定程度后,再增加高度对风屏障防风效果的提高有限;风速折减系数随风屏障透风率的增加,在迎风侧车道和背风侧车道位置处呈现不同的形态;在风屏障透风率大于20%,高度小于3.5 m的情况下,上游车道的风速折减系数大于下游。风屏障风速折减系数神经网络模型可用于预测和评估风屏障的防风效果,研究结果为风屏障参数的选择提供参考。     

封闭腔体通风散热系统仿真分析北大核心CSCD

为了解决封闭腔体内器件散热的问题,设计了通风散热系统,基于COMSOL的多场耦合仿真,对其进行有限元分析,研究对比了不同的通风口位置、腔体结构的散热效果,得到温度和气流的仿真结果,分析了不同位置的通风口对于系统散热的利弊,以及腔体和器件内气体的流向。结果表明:腔体通风口的布局对于散热有明显的影响,优化的布局可以提高散热效率;通过在腔体内增加挡板的方式,将腔体分割成两部分,配合器件的内部结构,形成了良好的风道,能够提高散热效率。     

新型磁浮车动力学仿真分析EI北大核心CSCD

为探究新型磁浮列车的动力学特性,利用SIMPACK软件建立了其56自由度的中低速磁浮车辆模型并进行相关仿真分析,并采用单悬浮架模型进行了乘坐舒适性试验验证。仿真结果表明:新型磁浮列车能够实现140 km/h在直线段稳定运行,车体横向加速度小于0.2 m/s^2,车体垂向加速度小于0.5 m/s^2,空载情况下能够实现30 km/h通过半径为50 m的弯道,车辆最大侧滚角不足0.04 rad,车体最大横向加速度小于1 m/s^2,车体垂向加速度小于0.1 m/s^2,悬浮间隙动态变化量最大仅为0.5 mm。试验结果表明:以140 km/h的速度运行,与乘坐舒适性密切相关的车体垂向加速度约为0.5 m/s^2。     

MnO_(2)纳米棒的吸波性能及其超构表面设计EI北大核心CSCD

采用水热法和冷冻干燥技术制备MnO_(2)纳米棒材料,并利用模压法制备不同填充浓度的MnO_(2)/石蜡环状样品。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、矢量网络分析仪(VNA)对样品的物相、微观结构、电磁参数进行了表征与测试,利用CST软件模拟设计了样品材料的超构表面,并对其设计前后的电磁波反射率进行了模拟计算与研究。结果表明:制备的MnO_(2)粉体呈棒状结构,棒体直径约50-100 nm,长度约5-10μm,单根结构圆柱度高,整体的结构均一性和结晶度好;MnO_(2)/石蜡样品的电磁衰减系数(α)随MnO_(2)纳米棒填充浓度的提高而增大,主要得益于随浓度增加而逐渐提升的介电损耗正切值(tanδ);超构表面的设计极大地拓宽了MnO_(2)/石蜡材料的微波吸收频域,2-18 GHz内最优频宽可达14.32 GHz,主要是超构表面引起的多谐振共存使得在规定频率范围内出现了多个吸收峰叠加而实现的。     

节段模型二元端板合理尺寸估算方法EI北大核心CSCD

节段模型风洞试验作为研究桥梁结构的风致振动响应的主要手段,为了保证节段模型周围流场满足二元流动特性,需要设置二元端板减少端部效应,二元端板尺寸的设置以往大多依靠经验,缺乏定量依据,因此提出一种估算节段模型二元端板合理尺寸的方法。采用数值模拟计算试验断面的二维流场,得到断面不同位置无量纲动压差分布函数F(x,y),同时引入修正系数K考虑位置距离对端部效应的影响,在此基础上得到参数P(x,y),P(x,y)反映(x,y)位置处空气展向流动产生的三维绕流对模型气动力的影响。该值越大,端部绕流的影响越严重。由风洞试验和数值模拟结果得到模型宽度方向P值为10,当模型高度方向P值为15时,所得到的端板尺寸即可有效抑制端部效应。由此值可以反算出二元端板的合理尺寸,并通过风洞试验检验了该方法的有效性。该方法可以为定量确定二元端板的合理尺寸提供借鉴。