绝热毛细管两相流特性与实验研究

在对绝热毛细管内制冷剂的流动特性进行研究的过程中,运用两相流漂移模型,并考虑制冷剂在实际流动中存在的亚稳态,开发了绝热毛细管内制冷剂两相流的数值计算程序,对毛细管内制冷剂的流动特性进行了分析;搭建了毛细管两相流实验装置,并将计算结果与实验数据进行比较,结果吻合的较好。     

绝热毛细管流量数值计算

根据两相流动的均相流假设 ,建立了绝热毛细管分布参数的稳态数学模型 ,结合制冷工质HFC 134a基于MH状态方程的热力学性质计算模型 ,采用新的基团贡献法计算粘度 ,用熵增判据考虑壅塞流动的影响 ,对绝热毛细管流量进行数值模拟计算。对理论计算结果与相关文献的实验数据进行了比较。针对以HFC 134a为工质的制冷系统 ,编制了一套较为实用的绝热毛细管流量计算软件     

绝热毛细管设计计算与分析

分析了毛细管内制冷剂的流动过程，运用两相流动的均相流模型建立了绝热毛细管的稳态数学模型，并开展了绝热毛细管长度计算的应用软件，对理论计算结果进行了分析。此软件为新工质制冷系统毛细管的设计计算提供了快捷的实用工具。     

非绝热毛细管的数值计算和特性分析

针对非绝热毛细管内制冷剂的流动特性,建立了采用两相流动的漂移流动模型,并开发了非绝热毛细管数值计算程序.利用该模型和程序对非绝热毛细管内制冷剂的流动特性进行了数值计算和特性分析,得到了毛细管内制冷剂干度、空隙率和相对漂移流速3者在毛细管内流动特性上的关系.     

非绝热毛细管快速计算方法

为了满足制冷系统仿真对非绝热毛细管建模在计算速度、精度、应用范围三方面的要求,提出了非绝热毛细管的一种快速计算方法.对非换热毛细管内流动可能出现的过冷、两相、过热三种流动区域分别建立物性的近似关系式,然后采用积分的方法得出不同流动区域长度的近似分析解.对于难以求解的两相区,通过拟合方法得到物性的近似关系式,并采用格林公式求解两相区的长度.对R134a,R600a,R12,R410A和R407C等工质的计算结果表明,提出的方法相对于分布参数模型的计算偏差小于2％,计算速度提高1000倍以上.提出的非绝热毛细管快速计算方法满足了制冷系统仿真的要求.     

考虑亚稳态影响的非绝热毛细管数学模型及数值计算

根据两相流动的均相流动模型，考虑亚稳态的影响，建立了非绝热毛细管的数学模型，在此基础上进行数值计算，并将结果与实验文献进行了比较。     

考虑亚稳态的绝热毛细管模型与计算

制冷剂在通过毛细管过程中,存在一个不稳定的亚稳态流动阶段.在考虑亚稳态现象的基础上,基于两相流动的漂移流模型,建立了绝热毛细管内制冷剂流动特性的数学模型.针对工质为R134a的制冷系统开发了绝热毛细管数值模拟程序,并对漂移流模型中的3个重要参数:空隙率、漂移速度和干度进行了计算和分析.该程序在制冷系统毛细管的匹配中具有一定实用价值.     

表观流变曲线非牛顿修正的三次样条插值法

提出了根据三次样条函数插值法对毛细管流变仪测得的聚合物流变学数据进行非牛顿修正的方法。用五点三次平滑法首先对计算出的流变学数据进行平滑,然后利用三次样条函数插值法在实验点处求出相对应的流动曲线斜率,并用其对实验点的数据进行修正。文中并以高密度聚乙烯,200℃时的实测数据为例,进行了实际计算。     

绝热毛细管数学模型的建立与分析

在考虑了亚稳态流动的基础上,基于均相流模型建立了绝热毛细管内制冷剂流动特性的数学模型;针对工质为R22的制冷系统编制了计算程序,计算结果经与其他已发表的文献进行比较,表明计算结果合理.     

毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式研究

准确预测毛细管内两相流制冷剂的压降是提高毛细管分流精度的基础,而高精度的毛细管内制冷剂两相流摩擦因子关联式又是准确预测毛细管压降的关键。本文拟合得到毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式,并给出基于近似积分的毛细管压降计算模型。试验验证表明:基于Blasius公式拟合的毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式的平均预测误差为±5.3%,95%的数据点的预测误差在±20%以内,而基于本文提出的毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式的压降计算结果与试验数据的误差在±12%以内,平均误差在±5%以内,相比Blasius公式具有更高的计算精度。     

钢材高温材性模型对火灾下钢框架结构倒塌模拟的影响研究

“9·11”事件发生后,火灾下钢结构倒塌研究得到了世界各国学者的广泛关注。钢材的物理、力学性能在高温下会显著降低,从而钢结构极易发生倒塌。因此,该文基于平面钢框架在单柱受火条件下的倒塌试验,应用大型商业有限元软件ABAQUS的显式动力分析模块,并采用梁单元对试验进行数值模拟,重点研究了钢材高温材性模型对火灾下钢框架结构倒塌模拟的影响,提出了适用于火灾下钢框架结构倒塌模拟的钢材高温应力-应变本构模型和热膨胀系数模型的建议。该文列举了常用的三种高温应力-应变本构模型,同时考虑应变率效应的影响,通过模拟结果与试验结果的差异对比,分析了各个模型应用于火灾下钢框架结构倒塌模拟的有效性。理想高温应力-应变本构模型,会导致临界温度与失效模式模拟不准确,应用存在一定局限性;EC3高温应力-应变本构模型可较为准确地模拟准静态失效模式,但对于动力失效模式的模拟存在一定局限性;因此,对于准静态失效模式倒塌模拟,建议采用EC3或改进的EC3高温应力-应变本构模型;对于动力失效模式的倒塌模拟,建议采用改进的EC3高温应力-应变本构模型,并采用应变率效应增大系数（DIF）的方法以考虑应变率效应的影响。此外,通过四种钢材热膨胀系数模型的对比,进一步研究了钢材“相位变换”现象对火灾下钢框架结构倒塌模拟的影响。结果表明,虽然欧洲规范EC3给出了精细的热膨胀系数模型,但采用GB 51249取值的计算结果与试验符合更好,建议采用中国规范GB 51249的相关规定。     

回转曲面近似展开的数学模型

通过对不可展回转曲面近似展开方法的研究,得到了回转曲面近似展开,精度分析和误差矫正的数学模型。在回转曲面构件的金属加工中,该模型可作为展开样板计算机辅助设计与 基本算法。     

浮桥运动响应分析的非线性间隙单元构造与应用

因浮桥接头动力响应的复杂性, 至今仍未找到一种通用的方法模拟接头的动力特性, 使得对浮桥进行建模并求解其的动态响应时存在较大困难。利用杆单元模拟接头的抗拉和抗压特性, 并利用梁单元的抗弯特性, 把两者结合组成非线性混合单元, 可以较好地模拟接头的特性和求解浮桥的动态响应。对数值计算和已有的模型试验结果的分析发现, 在快速通载时非线性连接浮桥会发生位移波堆积效应。     

管桩承载性状的数学描述

基于5根桩现场试验资料的分析,对表征管桩承载性状的桩顶荷载-桩顶沉降曲线、桩身压缩-桩顶荷载曲线进行了数学描述。结果表明:1)用Boltzmann数学模型拟合5根桩的桩顶荷载-桩顶沉降曲线,效果很好,相关系数都达到了0.996以上。2)从综合系数-桩顶荷载曲线图上可发现5根桩的曲线形状有3种类型。3根短桩的综合系数大,2根超长桩的综合系数小。这些反映出综合系数是一个变量而非常数,要由它来确定桩身压缩难度较大。3)用Boltzmann数学模型对桩身压缩-桩顶荷载关系曲线进行回归拟合,效果也很好,各单桩的相关系数都达到了0.996以上,5根桩的综合相关系数为0.9871。这样就可根据已有试桩资料的回归拟合曲线及其方程式来预测和计算该场地及其类似场地中钢管桩的桩身压缩。4)Boltzmann数学模型是适合描述钢管桩桩顶荷载-桩顶沉降、桩身压缩-桩顶荷载这两类曲线的,它为桩身压缩及其极限值的预测、为桩顶极限承载力的判定提供了新方法。5)极限荷载与长径比成大致的负线性关系。     

变刚度钢管混凝土短柱隔震装置滞回曲线的研究

在王焕定等人试验的基础上,针对变刚度钢管混凝土短柱隔震装置提出了便于弹塑性时程分析中应用的双向恢复力模型。本模型采用光滑连续函数来模拟该隔震装置的恢复力,并将该隔震装置的摩擦力模型化为速度相关型阻尼力。模型的控制参数可以直接从试验曲线中获得。     

软土深基坑围护结构变形的三维有限元分析

本文基于考虑横向剪切变形的Ｍｉｎｄｌｉｎ厚板理论,建立了深基坑围护结构变形的三维 有限元分析模型,并编制了相应的计算程序。该模型能模拟地基的流变性态、支撑方式的变 化、板－土之间的接触摩擦以及基坑分步开挖过程,可按墙体位移的变化自动修正土压力。 计算实例表明,本文建立的三维有限元分析模型可考虑围护墙体位移因基坑开挖而引起的空 间效应以及由地基流变而引起的时间效应,可以计算墙体任意时刻任意位置的变形,是一种 简便而又实用的三维分析方法。     

混凝土三轴蠕变统计损伤模型研究

为探讨混凝土三轴蠕变特性,采用SAM-2000微机控制电液伺服材料三轴试验机并配备压力自平衡式三轴压力室对混凝土进行了三轴压缩试验和三轴蠕变试验,结果表明:围压的存在可以显著提高混凝土的承载能力,围压越大,混凝土的轴向承载能力越高,蠕变变形量和变形速率越小。假设混凝土破坏为其内部微元破坏累积所致,微元破坏概率与混凝土应变存在一定关系P[#x003b5;],且服从Weibull分布,结合三轴压缩试验结果,计算得到了描述混凝土损伤特性的统计损伤变量;基于Burgers流变模型,通过引入损伤变量建立了混凝土三轴蠕变统计损伤模型,利用MATLAB软件进行了模型参数拟合,经对比分析,模型曲线与试验曲线拟合结果较理想,主偏应力越大,拟合结果越精确。此模型可供今后研究参考。     

典型双马来酰亚胺树脂固化动力学模型的研究

对由二苯甲烷双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A体系制得的典型双马来酰亚胺树脂体系的固化动力学模型进行研究,目前国内绝大多数双马来酰亚胺树脂体系都是在此基础上改性得到的。并采用DSC方法研究典型双马来酰亚胺树脂的固化过程,用恒温和动态两种方法分析其固化反应。根据自催化与n级反应方程,采用least-squares方法和Kissinger方法进行数据处理,建立该树脂体系的固化动力学模型并确定其固化动力学参数,此模型与实验结果具有良好的吻合性。同时该模型揭示了典型双马来酰亚胺树脂体系的固化反应是按不同机理分段进行的,在反应过程中由自催化模型转变为n级反应模型。此模型为合理的研究双马来酰亚胺树脂体系的工艺参数,保证产品质量以及工艺优化提供了必要的前提条件。      

塌陷作用下埋地悬空管道的力学响应分析

地面塌陷会使得管道弯曲发生下沉或悬空现象,进而埋地管道会发生局部应力集中现象,是威胁管道安全运行的重要因素。根据管道的受力特点,将管道分为埋地段和悬空段,分别简化为Vlasov弹性地基梁和简支梁模型进行分析。依据管道的变形协调条件,得到了管道的挠度和内力计算公式。结合管道的运行状态,利用解得的内力计算公式,对管道的应力状态进行了分析和计算,为理论模型合理的应用范围提供了判别依据。通过与数值模拟结果和Winkler模型计算结果的对比,采用Vlasov模型对该类问题进行分析是可行的,其计算结果优于Winkler模型的计算结果。分析了管道尺寸、管道埋深、塌陷区域尺寸、以及管道材料对塌陷作用下悬空管道的影响,并进行归一化分析,发现塌陷区域尺寸对管道安全运行的影响最大。     

晶体管模型参数的计算机辅助测试

本文介绍了一种基于VXIbus模块仪器的晶体管模型参数自动测试方法,并形成了一个实用的计算机辅助测试系统。各参数根据其在GP模型中的物理意义,测得特定工作状态下的电流、电压值,经计算处理而得到。与传统测试方法相比,该测试方案简单实用,减少了众多复杂的测量仪器,具有使用方便、自动化程度高等优点。可应用于电子线路的计算机辅助分析,尤其可用于电路的故障诊断。在模拟印制板故障诊断系统中的实际应用表明,此方法能提供电路故障诊断系统可以接受的计算精度。