北京正负电子对撞机重大改造低温传输管线支撑数值模拟

低温传输管线是北京正负电子对撞机重大升级改造(BEPCⅡ)中低温系统的关键设备之一.为了确保BEPCⅡ低温传输管线的设计质量,运用有限元软件包ANSYS对低温传输管线的支撑进行了热负荷的数值模拟,得到传输管线的漏热和支撑温度分布.设计了一种特殊的支撑结构来支撑多通道传输管线垂直段重量,并对该支撑进行了热和应力的数值模拟.最后确定了漏热、强度满足工程要求且结构设计简单的低温传输管线支撑方案,目前该支撑方案已经运用到实际传输管线的加工、制造中.     

北京正负电子对撞机储存环真空系统的真空测量

北京正负电子对撞机(BEPC)是我国第一次建造的高能粒子加速器。其储存环真空系统为周长240.4米的跑道形圆形。环上设16个真空测量点,配有热阴极规管(UHV-24)、冷阴极规管(IKR 020)及皮氏规(TPR 010)。本文主要介绍了BEPC储存环的真空系统、储存环真空测量特点及真空测量装置,并分析了运行测量的结果及测量中遇到问题的解决方法。     

用于环形正负电子对撞机探测器超导磁体的小型氦虹吸回路实验与数值模拟研究

在探测器超导磁体的低温系统预研中,搭建了小型的氦虹吸冷却回路实验系统,进行了气-液两相沸腾和传热特性实验研究,并利用VOF多相流模型模拟计算了氦的热虹吸自然冷却循环过程和过热烧干过程。在相同条件下,模拟计算结果与实验数据进行了比较,模拟计算得到的的温度分布、璧面过热度与实验测量数据符合度较好。     

北京正负电子对撞机（BEPC）储存环B—A规测量抗干扰的实验研究

ＢＥＰＣ运行７年来，储存环超高真空系统平均本底真空一直优于６．７×１０－８Ｐａ，环真空测量采用Ｂ－Ａ规通过１００ｍ长电缆线输入信号到真空计，观察真空计的测量读数来监视真空。在运行中，环上有１／４的真空测量点受干扰，造成测量读数为０，严重影响环超高真空系统的监测，也无法求环平均动态真空的准确度。本文介绍一种采用新型收集极电缆线和在系统内加金属网抗干扰措施的实验研究。结果表明，干扰来自两方面：其一是冲击磁铁（Ｋ铁）的脉冲磁场，以及Ｋ铁高压引出线周围的电磁波辐射；其二是束流在Ｋ铁内激发的高次模式电磁波。在实验中，分析研究了干扰的来源，为采取更好的抗干扰措施提供了依据     

北京正负电子对撞机（BEPC）储存环运行阶段的真空检漏

本文给出了 ＢＥＰＣ储存环超高真空系统运行期间所遇到的各种漏气行为及其相应检测的方法。在北京正负电子对撞机运行期间所遇到的漏气形式与范围比部件预抽、总机安装和调试时更多样化，相应的检漏方法也更为丰富。文中最后讨论了漏隙的处理技术、处理时间和方法对动态真空的影响。     

运动管道出口分子束流的蒙特卡洛模拟

本文用蒙特卡洛方法模拟气体分子入射一运动管道及其在管内的运动过程,然后在管道出口处把飞出管道的分子数目按角分布进行统计,从而得到运动管道出口分子束流的角分布图。它与通常讨论静止管道时的处理方法和角分布结果有较大的不同。从结果讨论中发现,管道运动速度与气体分子热运动速度之比值是决定运动管道出口分子束流角分布的一个重要参数。     

北京正负电子对撞机(BEPC)BESⅢ漂移室碳纤维复合材料外筒的研制

本文介绍了BESⅢ漂移室碳纤维复合材料外筒的主要结构形式、技术要求、筒体成型技术、原材料选择和达到的技术指标.BESⅢ漂移室碳纤维复合材料外筒主要采用预浸料铺放和湿法缠绕成型工艺.BESⅢ漂移室碳纤维复合材料外筒的各项指标均符合要求.BESⅢ漂移室碳纤维复合材料外筒的研制成功是我国在高能物理研究领域应用碳纤维复合材料的又一次飞跃.     

束流真空管道中放电现象的实验研究

目前正在欧洲核子中心(CERN)建造的LHC(Large Hadron Collider)是世界上最大的加速器,它是一个具有高能量(7 TeV)大流强(0.53 A)的质子加速器.在它的直线节真空系统中,绝大部分的真空盒内表面将被镀上NEG薄膜.这样在又细又长的真空盒里,当有束流通过时,NEG薄膜不仅可以作为分布式吸气剂泵使用,而且NEG薄膜还具有降低二次电子发射系数的作用,因此了解NEG薄膜的性能是很重要的.     

北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCII)超导腔低温系统制冷压缩机的控制

在BEPCII超导腔低温系统中，压缩机控制的优劣直接关系到制冷机制冷性能的高低、压缩机耗能的多少以及超导腔能否稳定运行。通过分析LINDE制冷机控制的PLC源代码，深入研究制冷压缩机的控制方式，并在BEPCII超导腔低温系统的实际运行过程中改变控制目标，研究控制目标的改变对压缩机控制的影响。实验表明，压缩机控制的PID参数设置合理，性能可靠，完全满足BEPCII超导腔低温系统的要求。     

考虑相变的铝合金管焊接残余应力数值模拟

以铝合金薄壁管的对接接头为研究对象,根据实际情况建立了其热-冶金-力学耦合的三维有限元模型,运用SY-SWELD软件在考虑相变情况下对其焊接过程温度场与轴向和环向残余应力分布进行数值计算与分析,与实验结果进行对比验证了该模型的准确性。此外,还分析了铝合金管半径变化对残余应力分布的影响规律。结果表明:相变对轴向最大拉应力与环向最大拉应力和压应力都有明显的影响,且考虑相变能更准确地模拟轴向和环向残余应力;在考虑相变情况下,焊接残余应力随半径的增大而增加;并且在不同的半径条件下,距焊缝中心不同距离上的应力分布有着一致的变化趋势。     

镁合金管电磁脉冲成形的磁场模拟与实验

针对AZ31镁合金管进行了三种输入电压的电磁脉冲成形磁场模拟,获得了相应电压下电磁场和力场的分布.同时,进行了三种电压下的电磁脉冲成形实验,实验结果与模拟结果相符.通过对模拟结果和实验结果的分析表明:轴向拉应力σ<,z>和沿轴向不均匀分布的径向应力σ<,r>是管件出现斜裂纹的原因;沿圆周不均匀分布的径向应力σ<,r>和...     

埋管换热器的实验研究与数值模拟

以自制埋管换热器换热实验台为原型建立模型,用Fluent软件进行数值模拟,模拟进水40℃、45℃、50℃三种工况下连续运行8小时后,埋管换热器周围土壤的温度分布,并用埋管换热器换热实验台做相同工况下的换热实验,取埋深4m、埋深3m、埋深2m处共计12个测温点进行比对,验证数值模拟结果的正确性,并指导数值模拟模型的修正,最后利用数值模拟计算结果分析埋管换热器周围土壤的温度场特性。     

直圆管道中分子流态下"位置束流效应"的Monte Carlo法模拟

利用Monte Carlo模拟方法计算证明，气体在分子流态下通过直圆管道时有“位置束流效应”存在，即在直圆管道中心区域，分子通过的密度增大；而在靠近管壁的边缘区域，分子通过的密度减少。为了恰当地反映位置束流效应现象，专门定义了评价参数γ为通过某一圆环区域的分子数密度与通过整个截面的分子数密度之比。模拟计算得出，在直圆管道的中心区域，评价参数的平均值γ≈1．11；而在边缘区域，γ≈0．91。     

泡沫铝填充薄壁铝合金方管轴向压缩性能的数值模拟

泡沫铝填充薄壁结构的应用日趋广泛,研究了泡沫铝填充薄壁铝合金方管准静态轴向压缩条件下的力学性能。实验选用铝合金方管作为面板,Al-Mg合金泡沫铝作为夹芯制备泡沫铝填充薄壁铝合金方管。结果表明泡沫铝层合方管与薄壁铝合金方管的变形模式相同,都为对称叠缩变形模式,而且层合方管产生的折叠数比薄壁铝合金方管多。填充泡沫铝后,层合方管承受压力的能力也大大提高。采用ABAQUS软件建立了薄壁铝合金方管的有限元模型进行数值模拟,并且与相应的实验结果作对比,结果表明数值模拟与实验结果基本吻合。     

开放式立管吸嘴风速分布的模拟与实验

建立内径40 mm开放式立管吸嘴的吸气模型,在入口风速为38.5 m/s的状态下对立管周围风速的分布进行数值模拟;利用粒径2~11 mm的玻璃球作为实验散料,在内径40 mm的立管中进行了开放式吸送实验。模拟结果表明:立管周围的气流速度明显衰减,越远离管口,速度衰减的程度越大。在轴线上距入口10 mm处,气流速度降至15.7 m/s;距入口20 mm处,气流速度已衰减至6.5 m/s。在立管入口外部,等速线发生弯曲,并且随着距入口距离的增加,曲线的曲率与直径均相应增大;而且数值模拟与实验结果吻合较好。     

不同强化管传热特性的数值模拟与实验研究

对横纹槽管、缩放管和螺旋槽管在夹套间进行了传热特性实验,研究了传热效率指标随雷诺数的变化规律.运用FLUENT软件,采用二维轴对称方法和k-ε模型对夹套间流体流动传热进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行对比.从场协同的角度研究了速度场与温度场夹角对传热膜系数的影响.     

2A12铝合金模拟海洋大气腐蚀的加速试验研究

采用连续盐雾、循环盐雾、周期浸泡、周期降雨等四种模式的加速腐蚀试验方法模拟2A12铝合金在海洋性大气环境中的腐蚀规律,通过腐蚀外观形貌、腐蚀失重等方面分析加速腐蚀试验对海洋性大气腐蚀规律的模拟性和加速性,结果表明,周期降雨试验和循环盐雾试验可以较好地模拟2Al2铝合金在琼海大气环境中的腐蚀规律.     

数值模拟人内耳半规管膜迷路的机械压痕实验

该实验数值模拟机械压痕实验,研究机械压痕激励下人半规管膜迷路壶腹嵴顶的位移响应,探求半规管结构和平衡机理的关系。基于文献实验结果数据,建立人半规管膜迷路的三维弹性流体动力学模型,采用液固耦合方法数值模拟机械压痕实验过程。研究结果表明：低频正弦压痕载荷时(<10/Hz),半规管整合激励产生的嵴顶位移响应与压痕峰值线性相关,相位相同。低频范围内的正弦压痕载荷,频率越低,水平半规管嵴顶位移峰值衰减速度越快,衰减比例大,趋于稳定时间越长。该实验建立了有效的半规管膜迷路液固耦合模型,描述了机械压痕激励与旋转激励的定量关系,为深入研究前庭力学及理解平衡机理奠定一定的基础。     

用于地铁变流器的平板微热管散热器数值模拟与实验研究

本文将平板微热管应用于地铁变流器IGBT散热器中,设计了一种新型平板微热管散热器,通过对物理模型的合理简化,建立数学模型,利用ICEPAK软件对传统翅片散热器和平板微热管散热器进行数值模拟对比,并通过实验验证计算的正确性。研究结果表明:平板微热管散热器极大提升了散热器散热效率;在极限功率工作条件下,平板微热管散热器的最高温度为70. 27℃,比传统翅片散热器降低了25. 79℃;理论计算得到IGBT结温为110. 23℃,满足IGBT工作要求;数值模拟结果与实验结果基本吻合,最大温度误差为7. 07%。     

LiMeO_2材料中锂和镍原子混排的模拟和实验研究

在分析R3-m(No.166)中3a位和3b位原子对各(hkl)晶面结构因子的贡献时发现,它们有相加和相减关系.成相加关系的衍射线强度与混合占位参数X无关,而为相减关系的衍射线强度随混合占位参数X明显变化.因此,提出用相加和相减两线条的衍射积分强度比的新方法来研究这类材料中Li、Ni的晶体学占位问题.获得(I003/I104)1/2、(I101/I012)1/2、(I101/I104)1/2与混合占位参数X均为线性关系.反之,由实验测得实际样品的衍射积分强度比(I003/I104)1/2、(I101/I012)1/2、(I101/I104)1/2,用线性关系计算求得对应的混合占位参数X.