液氮核态池沸腾CFD模拟和可视化实验

为探究低温流体池内核态沸腾机理,对液氮池内核态沸腾进行了计算流体力学(CFD)建模及实验研究。除了探究过热度和热流关系,重点分析过热度对气泡脱离直径和频率影响。根据实验观测,将核态沸腾过程分为3个阶段:低热流阶段;过渡沸腾阶段;完全核态沸腾(FDNB)阶段。基于得到的沸腾过程气泡直径及频率,构建了核态沸腾CFD数值模型,得到的过热度及热流密度关系,与实验测量得到的数据吻合。     

二代YBCO超导带材的制备及其临界电流测试方法

超导材料在低温下具有零电阻性和抗磁性,在电力传输、交通、医学、国防等领域有着广泛的应用前景。超导材料分为一代超导材料和二代超导材料,     

一种电压互感器二次压降模拟装置

本文介绍一种电压互感器二次压降模拟装置,可以仿真现场的电压互感器计量二次回路,并提供方便的电源接入方式和简单负荷切换功能,可以实现在室内开展电压互感器二次压降测试技能培训的目的。     

CFRP层合板的二次低速冲击及剩余压缩强度试验研究

以碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层合板为研究对象,在结构的相同位置进行二次低速冲击,考察二次冲击时结构的动力响应和冲击后的剩余压缩强度,并与单次冲击的结果进行对比。在总冲击能量相同的前提下,采用落锤法对CFRP层合板进行冲击试验,得到结构单次和二次冲击的动力响应、能量吸收规律。采用超声波C扫描技术观测CFRP层合板内部的冲击损伤后,对CFRP层合板进行剩余压缩强度试验。系统研究和对比了单次和二次冲击对CFRP层合板在结构动力响应、能量吸收、损伤情况和剩余强度的影响。结果表明:总冲击能量分别为20 J、30 J、40 J时,二次冲击层合板试件吸收的总能量分别是单次冲击的52.50%、67.56%、81.41%,损伤总面积分别是单次冲击的60.58%、64.59%、80.60%;单次冲击后结构的剩余压缩强度分别是二次冲击的76.76%、78.65%、92.40%。此外,CAI-冲击能量、CAI-吸收能量和CAI-损伤面积曲线均在20 J的冲击能量下存在拐点。     

三次非线性包装系统关键部件三维冲击谱研究

研究三次非线性包装系统关键部件脉冲响应特性。建立二自由度非线性产品包装系统模型,得到冲击动力学方程并采用数值方法求解。依据结果得到关键部件三维冲击谱,并进一步讨论了频率比、阻尼、脉冲激励幅值和系统参数对关键部件冲击谱的影响规律,结果表明,频率比、阻尼、脉冲激励幅值和系统参数对关键部件冲击响应峰值影响显著,研究结论为产品包装设计提供科学依据。     

有限元模拟在研究弹丸冲击钢板过程中的应用

综述了有限元模拟在研究弹丸冲击钢板过程中的应用,对几何模型的建立、材料模型及参数的确定、网格的划分和接触法则的定义进行描述和推荐。指出影响抗弹性能的主要因素如弹丸和钢板的材质、弹丸的速度和几何形状、钢板倾斜和复合结构等,均可进行有限元模拟研究。对钢板和弹丸的破坏形貌、应力应变分布、钢板的弹道极限、弹丸速度和加速度随时间的变化、钢板和弹丸的内能变化等有限元模拟结果进行了分析,最后对有限元模拟的局限性进行了说明。     

水辅助注塑气泡与二次穿透的分析

水辅助注塑产品中容易出现气泡缺陷及二次穿透现象。文中通过实验与理论分析相结合的方法揭示了水辅助注塑制件内壁面气泡现象产生的主要根源并不是水的气化,而是注水装置设计或工艺的缺陷导致注水前注水通道中存在空气,注水时空气与水一同注入所致。只需改进注水装置,保证注水时是纯水注入就可避免气泡缺陷的产生。同时采用实验手段分析了二次穿透的产生原因及具体形成过程,并与气体辅助注塑的二次穿透进行了比较。探究了熔体预填充量对二次穿透的影响,可通过精确控制熔体预填充量或在制件末端设置小段类似溢料腔的结构来消除或改善二次穿透。     

水下爆炸加密基床引起地基及水中结构二次振动的试验研究

通过工程试验研究,观测到了水下爆炸引起的地基及水中结构的二次地震波现象．分析试验结果,总结了地基及结构振动的规律,指出二次振动现象与水中爆炸气泡的脉动有关。在已有水下爆炸理论基础上,通过引用等效高度的概念,借助量纲分析给出了计算群药包水下爆炸气泡脉动周期的经验公式。     

水下爆炸加密基床引起地基及水中结构二次振动的试验研究

通过工程试验研究,观测到了水下爆炸引起的地基及水中结构的二次地震波现象．分析试验结果,总结了地基及结构振动的规律,指出二次振动现象与水中爆炸气泡的脉动有关。在已有水下爆炸理论基础上,通过引用等效高度的概念,借助量纲分析给出了计算群药包水下爆炸气泡脉动周期的经验公式。     

子弹药落地冲击响应的数值模拟及实验验证

采用数值模方法开展了子弹药以不同落角和攻角撞击混凝土介质的冲击响应的研究,对一定质量、速度的子弹撞击混凝土介质进行仿真计算和实验验证。获得了子弹在落速15m/s、落角60~90°和攻角不大于5°范围内撞击混凝土介质冲击峰值过载和碰撞作用时间的影响规律。数值模拟结果与实验结果吻合较好,研究结果对子弹落地冲击响应理论模型的建立及子弹结构部件的结构强度设计具有参考价值。     

三维五向编织复合材料低速冲击及冲击后压缩性能实验研究

通过实验研究三维五向碳纤维/环氧树脂编织复合材料低速冲击及其冲击后压缩(CAI)性能。测试试件虽然有不同的编织角度,但承受相同的冲击能力。采用冲击后压缩测试表征不同编织结构的冲击后剩余力学性能。结果表明:编织角较大的试件由于其更紧密的空间结构,能承受更高的冲击载荷且冲击损伤区域更小。CAI强度和损伤机理主要取决于编织纤维束的轴向支撑。随着编织角的增加,CAI强度降低,材料的破坏模式也由横向断裂转变为剪切破坏。     

二次焊接热循环对超高强度钢过热区冲击性能的影响

采用热模拟技术研究了900MPa级超高强度钢过热区经历二次热循环后组织与韧性的变化规律。结果表明,900MPa级超高强度钢过热区经历二次热循环后,冲击韧性均有所下降,其中过热区经历了850℃的二次热循环后韧性最差,沿原奥氏体晶界形成的链状分布的小晶粒是造成韧性下降的主要原因。     

进口结构对水箱性能影响的模拟及实验研究

建立了高为80cm,截面为40cm×40cm的长方体水箱,并对水箱的热力性能进行了模拟及实验研究。实验分别设计了开槽型进口和直接进口结构的水箱CFD三维模型,并利用水箱Ri数和用能效率对不同进口结构的性能进行分析比较。同时,搭建不同进口结构水箱实验台,验证分析不同进口结构对水箱用能效率的影响。实验结果表明其中的开槽型结构水箱与直接进口结构相比能有效改善用能过程的热分层效果,明显提高用能效率。在5L/min流量条件下,开槽型进口结构的用能效率比直接进口的高出7%,而当流量为15L/min时,两者之间的差距增大至25%。     

段塞流对弯管瞬态冲击的三维CFD数值模拟研究EI北大核心CSCD

在核电站和火电站管路系统中,来自上游的高压蒸汽可使管道中的凝结水团(段塞)加速运动,并在弯管、三通、阀门等非连续部位产生剧烈的冲击力,从而对管道造成严重破坏,影响电站的安全运行。针对管道中段塞运动的高维动力学特性,文章运用CFD对单个段塞在含弯头空管中的运动与冲击过程进行了三维数值模拟研究,并将数值模拟结果与文献中的物理试验结果进行了比较。结果表明,CFD模拟的冲击压力时程曲线及压力峰值都与试验结果具有良好的一致性。同时,基于理论分析,提出并详细论述了冲击过程中压力随时间变化的三种趋势,并通过数值模拟验证了其正确性;通过分析段塞长度的时程变化,得到了段塞的质量脱落率曲线;基于数值模拟得到的段塞瞬时冲击速度,验证了简化的冲击压力理论计算方法,发现理论计算值与试验以及数值模拟结果基本吻合。这证明了CFD数值模拟的准确性以及冲击压力简化计算方法的合理性,二者在实际工程应用中具有指导意义。     

缝合泡沫夹层复合材料低速冲击数值模拟及实验

在ABAQUS分析平台中建立了缝合泡沫夹层复合材料在低速冲击下的动力学有限元模型,采用杆单元模拟缝线树脂柱的作用,基于Hashin破坏准则模拟层板面内损伤,通过各向同性硬化本构模型利用等效塑性变形模拟泡沫夹芯损伤演化。针对相同铺层的缝合和未缝合泡沫夹层结构,模拟了相同冲击能量下的低速冲击响应过程及面板、泡沫的损伤情况,数值结果与实验结果吻合较好,证明了该方法的有效性和准确性。研究结果表明,在低速冲击下,泡沫夹层结构引入缝线后虽然降低了泡沫缓冲吸能的作用,使得面板表面受到较大的冲击破坏,但增强了整体刚度,增大了面板抵抗弯曲变形的能力,减小了内部面板的损伤,使其在改善复合材料面板易分层缺陷的同时还依然拥有优良的面内性能。     

一次空气有冷凝的间接蒸发冷却过程的三维数值模拟

应用计算流体力学(CFD)方法,建立了板式间接蒸发冷却器的三维教学物理模型;探讨了内部边界耦合的传热、传质过程,对一次空气通道有冷凝和没有冷凝的间接蒸发冷却过程进行了三维数值模拟;在模拟的数据基础上,对有冷凝和无冷凝的间接蒸发冷却过程进行了比较, 分析了影响冷凝的因素。     

连铸板坯凝固过程的数值模拟

为得到连铸坯凝固末端的液相穴分布,以便选取轻压下参数,依据实际生产中二冷边界换热条件,采用有限元法对连铸厚板坯冷却传热过程进行数值模拟,并用远红外测温仪测试并校准Q235B300 mm×1650 mm铸坯表面温度,得到了连铸坯在任意段截面的温度场分布、凝固末端液相穴形状及铸坯中心纵截面固相率分布.结果表明,可以根据铸机...     

二次锂电池NiS正极材料的制备及性能研究

以NiCl2.6H2O和硫代乙酰胺(TAA)为反应物,通过化学合成法成功制备了NiS正极材料。采用XRD和SEM对材料进行了表征。结果显示,合成的材料颗粒均匀,分散度高。通过充放电测试及循环伏安测试表征其电化学性能。在电流密度为0.1mA.cm-2,充放电区间1.0~3.5V时,该材料首次放电比容量为554mAh.g-1。     

循环流化床锅炉二次送风结构影响的数值模拟

利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉的3种二次风送风结构对炉膛内气-固两相流宏观流动特性的影响进行数值模拟,将3种结构下的计算结果进行对比分析。结果表明:二次风通常采用90°垂直入射的情况下,炉膛内颗粒的环-核分布结构及上稀下浓的分布不均匀性达到最大;二次风进口入射角为与轴向方向成60°向上入射情况下,炉膛内颗粒主要分布在炉膛中上部区域,不均匀程度减小,最有利于炉膛内的燃烧和提高传热效率,同时得到二次风的射流深度最大;二次风送入结构为渐缩型入射口的情况时,二次风射流深度最小,炉膛内偏流现象明显,在本文的操作条件下,并没有达到喷射的设计效果,还有待于进一步的研究。     

超重力场下球形炸药水下爆炸实验及数值模拟

常重力条件下,Mach数和Froude数无法同时满足相似。采用离心模型实验,研究水下爆炸冲击波特性及气泡脉动规律,并采用数值模拟方法重现了超重力场下的水下爆炸过程。实验及数值模拟的结果表明,重力的改变基本不影响冲击波的峰值,COLE理论在超重力环境下仍然适用,而超重力场下,小当量炸药可以模拟气泡的脉动迁移过程,其结果可以用于预测大当量炸药深水爆炸的特性。此外,为减少计算时间并提高计算精度,采用将二维冲击波作为初始条件映射到三维模型的建模方法。对于冲击波计算,网格尺寸宜取药包半径的1/20~1/10;对于气泡脉动,宜取药包半径的1/2~1。