纹影特性测速算法修正及权重系数取值研究

针对流场的纹影图像测速算法,提出数据守恒项的修正形式,讨论了由于权重系数取值不当产生的2种错误,并分析了其表现形式和产生的原因。对修正前后的算法进行了比较,计算结果表明修正后的算法局部残差减小、计算收敛性增强、更不容易发生过度平滑。基于修正的算法,统计了不同权重系数取值对应计算结果的分布区间。将修正的算法应用于不同强度纵向声波扰动下的预混火焰流场纹影图像的速度场计算,发现火焰流场速度周期性波动的幅值随着扰动强度的增加而增加。     

微重力下低速空气伴流对甲烷-空气层流扩散火焰特性的影响

研究微重力下空气伴流对层流射流扩散火焰特性的影响,可为航天领域中火灾探测研究提供理论支持。在国家微重力实验室落塔式设施中进行了短时（3.6 s）微重力实验,获取不同伴流空气速度下甲烷火焰的特性。结果表明,层流射流扩散火焰特性会受到微重力环境下低速空气伴流的影响。当气流速度为0~0.5 m/s时,在微重力环境下无法观察到火焰振荡现象,随着伴流速度增加,火焰的长度和直径减小,但是与长度相比,直径没有明显变化;随着伴流速度的增加,微重力环境下甲烷火焰的辐射热损失率降低,而微重力火焰的辐射热损失率比常重力下大。     

岩体爆破累积损伤效应声波频谱特征分析

为揭示岩体爆破损伤累积扩展规律及其与岩体声学变化特性之间的内在联系,在某地下工程围岩中进行了10次小药量爆破岩体损伤的现场声波测试。为充分利用岩体声波测试信号中的有效信息,弥补单纯声波速度分析的不足,基于快速傅立叶变换(FFT)探讨了声波在爆破损伤岩体中传播时的衰减特性,分析了主频、频域内最大振幅等岩体声学参数随爆破次数不断增加的变化特性。研究结果表明,随着爆破次数增加,岩体声波频谱特征呈现如下变化规律:(1)岩体爆生裂隙不断增加和扩展,声波测试信号中的高频成分不断被吸收,低频成分所占比例增加,主频向低频方向偏移,频谱曲线畸变程度增加;(2)声波主频比和频域最大振幅比均呈非线性降低趋势,频域最大振幅比对岩体爆破损伤的敏感性高于声波主频比;(3)随着爆心距的增大,岩体声波频谱变化程度逐渐减弱。     

顶棚射流扩展火焰长度工程计算模型

运用FDS数值模拟方法,通过不同火源功率、不同火源直径和不同顶棚高度等19种火灾算例,分析了不同模拟工况下顶棚射流横向扩展火焰的发展情况.根据模拟结果,拟合得到顶棚射流横向扩展火焰半径的工程计算模型,并和前人得到的计算模型进行了比较.     

声波作用下的气泡非线性动力学特性影响因素及功率谱变化规律研究

为获取声波作用下的气泡非线性动力学特性影响因素及频谱变化规律,本文以描述声场作用下气泡动力学特性的Keller-Miksis模型为基础,综合利用多种数值分析方法,对激励声压幅值、激励频率以及气泡平衡半径等参数对气泡非线性动力学特性影响及参数控制下该非线性系统中多种运动状态下的频谱能量变化规律进行了研究。研究结果表明,只有当系统参数皆在一定阈值范围内时,系统才可能发生混沌,系统混沌运动状态的产生是各种因素相互制约和均衡的结果,且在该系统中蕴含着复杂的频谱展宽和能量转换过程。在实验中观察到次谐波的出现,并证明了随着激励强度的增大,产生次谐波的能量越大,同时基波能量衰减也越大。本文的研究工作可为引导外加声场的频谱结构发生改变所带来的潜在的噪声控制等应用提供一定的理论和实验基础。     

冲击回波在孔道灌浆缺陷识别中的频谱效应试验研究

针对冲击回波法管道缺陷检测仍不成熟的现状,为解决预应力孔道灌浆质量不易控制的问题,采用应力回波法对预应力钢波纹管的灌浆缺陷进行系统性的试验,提出了缺陷下频谱图中的响应峰值识别的解释方法。结果表明:灌浆饱满的模型厚度频率和实体板基本相同;缺陷的存在或灌浆液的强度不足均使主频向低频漂移;灌浆不足的管道中,冲击点与缺陷的相对位置会对测试结果产生影响,冲击点正对缺陷时的响应频率要低且二者都低于实体板的响应频率;孔道全空和全水的模型频率响应基本相同,由于缺陷位置较浅且尺寸较大,容易造成敲击表面的弯曲振荡,波形相对发散。     

微重力环境对层流射流扩散火焰形貌特征的影响

研究微重力环境下层流射流扩散火焰的形貌特征,可为航天领域中火灾探测的研究提供理论支持。本文首先选取可控的层流射流扩散火焰,对火焰炭黑特性及其对火焰温度和热辐射的影响进行了理论分析。其次,在国家微重力实验室落塔设备中进行实验,微重力水平可达10-2~10-3 g,实验结果表明,微重力环境下随着伴流空气速度增大火焰亮度增大,火焰辐射分数降低,火焰温度升高,同时火焰内高温区位于火焰两翼处。     

等离子射流特性的实验研究

等离子弧具有温度高、能量集中、气氛可控和冲击力大等特点,在机械行业中得到越来越广泛的应用。以提高等离子弧加工质量为目的,利用纹影法对等离子射流的流场进行了实验研究,分析了等离子工作电流、气体流量对等离子射流的影响,从而对提高等离子弧喷涂质量具有一定的指导作用。     

单向张拉膜结构气弹模型试验研究

在均匀流场中进行开敞式单向张拉膜结构气弹模型风洞试验,研究膜结构的流固耦合机理。研究表明：膜的气弹失稳主要由涡激共振引起,膜结构在风荷载作用下变形到平衡位置并围绕该平衡位置进行振动,特定风速下,流体流经平衡位置会产生旋涡。低风速下,膜以一阶模态为主振动,流场中没有任何旋涡;超过一定风速后,振动中出现了某高阶模态的响应,流场中也出现了与该阶模态主频接近的旋涡;随着风速的增大,旋涡的主频与该阶模态频率的差别越来越小进而变化到相等,后又变化到差别越来越大,导致该阶模态的共振响应越来越弱直至消失;随着风速的继续增大,旋涡的频率会与膜的其他阶模态基频接近,导致结构发生其他阶模态的涡激共振。这种涡激共振是一种周期性振荡式失稳,结构的无量纲第一临界风速约为0.84,第二临界风速约为2.27。     

贴壁线性火源在综合管廊电缆舱中的火灾行为研究

在缩尺寸管廊模型中进行电缆火灾试验,在距离管廊底部15,45,75,105 cm处贴壁放置线性火源,研究贴壁线性火源在不同高度处的火灾行为.通过试验分析发现,与点火源不同,线性火源的热释放速率随着高度的增加而减小;对有效火焰高度进行修正,通过拟合得到有效火焰高度的预测式;对羽流区和射流区的横向温度分别进行分析,得到横向...