基于摄影测量的飞机静弹性风洞模型刚度识别方法

气动弹性风洞实验对飞行器研制不可或缺.为此,作者基于摄影测量技术,提出静弹性风洞实验模型刚度分布识别方法,即利用作用在模型机翼各个截面的已知弯矩、扭矩,结合摄影测量技术测得机翼各个截面受载变形前后的3D坐标,识别出模型的抗弯刚度和抗扭刚度分布.数值仿真和地面刚度实验研究表明:所建立的刚度识别方法能真实反映模型结构刚度特性,同时,较传统接触式测量方法,提出的方法对气动弹性风洞实验模型测量无附加刚度,既可提高刚度识别精度,又大幅缩短了刚度识别周期,故具有使用价值.     

背负式进气道设计及其气动性能研究

背部式进气道在无人机气动设计中得到了广泛的应用。针对背部进气的气动布局,进行了进气道的综合设计。并借助于风洞实验,研究了不同雷诺数下的机身背部附面层高度,测量了进气道不同隔道高度时的气动性能,最终选定了隔道高度与机身长度之比为H/L=0.19。通过进气道攻角特性、侧滑角特性的气动研究,设计进气道取得了良好的气动性能总压恢复系数达到0.98~0.99。最后对有、无前机身干扰影响时的进气道性能进行了对比实验,实验结果表明通过与前机身匹配设计的进气道性能要优于没有前机身的进气道性能。     

汽车风洞试验段尺寸参数对试验的影响

基于计算流体力学(CFD)的数值模拟,研究了开式汽车风洞试验段尺寸参数对风洞试验的影响。探讨了开式汽车风洞试验的影响因素,进行了不同汽车风洞喷口大小、集气口大小、试验段长度对气动阻力测量试验影响的数值模拟研究,得出了气动阻力系数随风洞尺寸参数的变化趋势。研究表明,风洞喷口尺寸大小对试验影响较大,风洞集气口尺寸和试验段长度对试验有影响,但相对喷口尺寸影响比较小。对开式风洞气室的影响也进行了初步探讨,研究表明,气室的存在对气动阻力系数的影响不大。     

悬索屋盖结构抗风动力性能的风洞实验研究

本文根据所推导的悬索屋盖结构气弹模型相似条件,对悬索屋盖结构在风荷载作用下的动力性能进行了气弹模型风洞实验。研究了各种结构参数对其气动性能的影响。给出了结构位移随风速变化的曲线。     

风荷载作用下建筑结构表面的压力分布研究

针对浙江沿海地区台风对高大柔性结构损坏严重的现实,利用数值风洞技术,研究顺风向情况下柔性结构静动力风荷载和位移方程和横风向情况下结构风振方程,运用有限元软件分析结构在流场中的应力分布.数值分析结果与风洞实验对比显示选取得模型合理可行,计算结果对改进结构设计、提高结构抗风性具有指导作用.     

大攻角动导数支撑系统的设计与研究

在对飞行器进行动态稳定性分析时，需要有关的动态气动参数，这些参数值不能用理论方法计算，必须用风洞实验方法确定，为此，设计了在风洞实验中用于测量动态导数的支撑系统及研究了影响动态导数变化的因素，此系统采用强迫振动法，利用正弦发生器，使模型产生单自由度的滚转、偏航、俯仰、升沉或平移振动，进而求得模型在各种姿态下的动导数，此数据可为研究飞行器在大攻角状态下的动态特性提供可靠的依据，本装置角度变化范围大，精度高、风洞的堵塞度小，支架干扰量小，提高了实验的测量精度。     

建筑群不均匀性参数化方案的风洞实验

为了在参数化数值模型中更好地引入城市下垫面不均匀建筑群对大气动力特性的影响,从建筑几何结构的形态学角度出发,建立了描述城市建筑群不均匀性的形态学参数化方法,形成一组可以较为系统地表达建筑不均匀性的参数,包括迎风面积指数(λf)、平面面积指数(λp)、形状指数(SBC)和综合非直线系数(R).利用风洞实验方法研究建筑群各形态学参数对拖曳力的影响,其中整个区域所受的拖曳力采用悬浮实验平台直接测量.结果表明:周围环境地貌粗糙度的改变对拖曳力系数影响不明显;迎风面积指数是风向变化引起拖曳力系数变化的主要作用因素.实验工况之间对比表明,在迎风面积指数、平面面积指数、形状指数分别增大或综合非直线系数减小的单因素变化情况下拖曳力系数会出现不同程度地增大.     

基于有限元的外倾式双索面矮塔斜拉桥动力特性参数敏感性分析

为研究外倾式双索面矮塔斜拉桥结构动力特性及影响该种桥型结构动力特性的参数敏感性，本文基于浮山丞相河特大桥87+160+87 m外倾式双索面矮塔斜拉桥实例工程，采用Midas/Civil 2019有限元软件对实例工程进行建模，在成桥状态工况下对主桥结构进行动力特性分析，同时选取主塔外倾角度β、桥塔无索区高度h、桥塔纵桥向长度b等影响结构动力特性的参数进行对比分析，得出影响结构动力特性的敏感参数，可为同类型桥梁在结构设计时提供参考。     

复映射f(z)=e~(iπ/2) c广义M集及充满J集吸引周期轨道

目的探索非解析复映射f(z)=ei2πzw c(其中c与w为复数)在参数平面上的广义M集的构造方法及动力平面上充满J集中的动力学特性.方法构造映射f(z)=ei2πzw c的雅可比矩阵,求解在取定参数下的动力平面上使其雅可比矩阵行列式为零的点集.以该点集作为构造参数c平面上广义M集的初始迭代点集.发现各种指数w下c平面上M集的图形特征.研究M集上不同参数对其相应充满J集图形结构的影响.结果得出当w=n为正整数时的动力平面上吸引周期轨道中周期点按充满J集图形结构的层次分布的规律及其轨道特性.结论根据参数c在动力平面上的轨道特性确定映射f(z)=ei2πzw c的广义M集.M集中包含大量的排列有序的周期区域.主M集上的参数与动力平面上的充满J集的图形结构有着明显的对应关系.如果构造充满J集的参数取自主M集,则吸引周期轨道的周期点将分布在充满J集的第一和第二层次上.     

地震作用下高墩大跨连续刚构桥的非线性动力稳定性能研究

地震作用下高墩大跨连续刚构桥的动力稳定性能已成控制结构安全的重要因素.本文基于ANSYS的动力稳定性分析方法—改进的动态特征值法,对某一刚构桥在考虑双重非线性下的动力稳定性进行了分析;探讨地震波特性、阻尼比、结构特性等对其动态特征值的影响.结果表明随着地震波周期、地震波幅值、结构跨度、桥墩高度中任意一个的增大或梁端约束的减弱,结构的动态特征值均呈现最小值减少、最大值增大的趋势;阻尼比越大,结构动态特征值曲线波动幅度越小.     

基于风洞试验的风沙两相流耦合流场特性

风沙两相流结构的理论与研究方法已趋于成熟,主要集中在风沙物理运动本身和防风固沙工程方面,然而,将风沙运动现象及其对建筑结构物的作用效应相结合的研究还比较鲜见,继续开展风沙地区工程结构的抗风沙研究具有重要的现实与工程意义。通过风沙风洞试验,模拟了实际沙漠地貌下的风场特征,重点通过风洞顶部落沙研究了类似沙尘暴环境下的沙浓度、风沙流速度廓线以及湍流强度随高度的变化情况。通过控制相同风速、变化不同输沙率进行落沙,以此形成多种不同类型的风沙两相流耦合流场,并与净风工况相比较。试验结果表明：沙浓度梯度分布与落沙孔数量、控制风速以及高度均相关;风沙流场中沙颗粒的运动对风速剖面有一定的削弱作用,对湍流强度却有增强作用;风场中沙质量浓度沿高度方向的分布特征直接影响了各高度处风速和湍流强度的大小,沙浓度越大的高度处对风速的削弱程度越显著,且对湍流强度的增强程度越大。     

Numerical investigation of particle saltation in the bed-load regime

This paper numerically investigates particle saltation in a turbulent channel flow having a rough bed consisting of 2–3 layers of densely packed spheres.In this study,we combined three the state-of-the-art technologies,i.e.,the direct numerical simulation of turbulent flow,the combined finite-discrete element modelling of the deformation,movement and collision of the particles,and the immersed boundary method for the fluid-solid interaction.Here we verify our code by comparing the flow and particle statistical features with the published data and then present the hydrodynamic forces acting on a particle together with the particle coordinates and velocities,during a typical saltation.We found strong correlation between the abruptly decreasing particle stream-wise velocity and the increasing vertical velocity at collision,which indicates that the continuous saltation of large grain-size particles is controlled by collision parameters such as particle incident angle,local rough bed packing arrangement,and particle density,etc.This physical process is different from that of particle entrainment in which turbulence coherence structures play an important role.Probability distribution functions of several important saltation parameters and the relationships between them are presented.The results show that the saltating particles hitting the windward side of the bed particles are more likely to bounce off the rough bed than those hitting the leeside.Based on the above findings,saltation mechanisms of large grain-size particles in turbulent channel flow are presented.     

单鳃片分离鳃有进出流时的水沙流场三维数值模拟

利用RNGk-ε两方程紊流模型和简化的多相流Mixture模型,模拟了单鳃片分离鳃装置有进出流时的水沙两相流流场．经分析表明,进出流的设置未破坏分离鳃装置中存在的垂向和横向两种异重流,不影响水沙分离效率,但泥沙大量淤积在分离鳃底部,未能及时有效地排出。     

风沙颗粒起动形式的实验研究

应用高速摄影技术,在风洞实验中获得沙粒运动的连续高速摄影图片,通过时序分段图像叠加方法处理,获得单个粒子的运动轨迹．按照沙粒与气流之间、沙粒与沙粒之间相互作用关系,划分沙粒的起动形式．结果表明,在风沙两相流中的沙粒相存在“自发起跳”、“冲击起跳”和“入射．反弹”等3种起动方式,且3种起动形式在沙粒的起动过程中是交替发生的．     

仿生越沙杖结构设计及性能数值分析

基于鸵鸟足结构形貌及越沙机制,以鸵鸟足为生物原型,通过对杖托进行仿生设计,研制了一种仿生越沙杖。该仿生杖托能够根据仿生杖的垂直荷载和沙土的软硬程度自动改变结构以及杖托/沙土接触面积。采用离散元软件PFC2D,对仿生越沙杖入沙过程中触沙初始状态、承载中间状态和极限承载状态进行了数值模拟,并与普通越沙杖杖托下接触力场、速度场、沉陷量和承载力的模拟结果进行了对比,结果表明仿生越沙杖具有优越的固沙限流、抗沉陷和高承载性能。     

Vertical structure and dominating factors of sand body during Late Triassic Chang 9 time of Yanchang Formation in Ordos Basin,NW China

Based on a synthetic geological study of drilling, well logging and core observations, two main genetic types of Chang 9sand body in Odors Basin were recognized, which included two effects, that is, delta environment and tractive current effects that lead to the development of mouth bar, distal bar, sheet sand and other sand bodies of subaerial and subaqueous distributary channel,natural levee, flood fan and delta front, and shore-shallow lake environment and lake flow transformation effects that result in the development of sandy beach bar, sheet sand and other sand bodies. Chang 9 sand body mainly developed five basic vertical structures, namely box shape, campaniform, infundibuliform, finger and dentoid. The vertical stacking patterns of multilayer sand body was complex, and the common shapes included box shape + box shape, campaniform + campaniform, campaniform + box shape, infundibuliform + infundibuliform, campaniform + infundibuliform, box shape + campaniform, box shape + infundibuliform,and finger + finger. Based on the analysis on major dominating factors of vertical structure of sand body, sedimentary environment,sedimentary facies and rise, fall and cycle of base level are identified as the major geological factors that control the vertical structure of single sand body as well as vertical stacking patterns and distribution of multistory sand bodies.     

变黏滑溜水裂缝内携砂运移特征研究

滑溜水在裂缝中的携砂运移规律,对指导滑溜水压裂实践有重要意义。采用可视化平行板裂缝模拟装置,测试了不同注入参数组合的输砂剖面。结果表明,造缝滑溜水+70~140目支撑剂+8%砂比时,滑溜水携砂能力好,裂缝入口端未出现砂堤,支撑剂对裂缝的充填不充分;在低黏滑溜水+40~70目支撑剂+15%砂比和高黏滑溜水+20~40目支撑剂+20%砂比条件下,裂缝填砂量较大,深部裂缝砂堤较高,但裂缝入口处充填差;随着施工排量的增加,几种组合模式均表现出砂堤前缘距入口距离增大,前缘高度减小,平衡高度变化不大的情况。注入组合是影响砂堤形态的重要因素,不同注入参数组合模式对应的砂堤形态和表征参数相差较大,现场需对组合模式进行优化,提高入口处裂缝的导流能力。     

摇摆状态下两相流空泡份额变化规律分析

为了研究摇摆对两相流空泡份额的影响,通过对不同管径、摇摆周期和摇摆角度下的竖直有机玻璃管内两相流空泡份额变化规律进行了分析.对实验数据的分析发现,管径增加会使相同容积含气率下的空泡份额减小;弹状流区域内,摇摆角度增加使得空泡份额降低,随着容积含气率的增加,摇摆角度改变对空泡份额的影响减弱;相对于摇摆角度对空泡份额的影响而言,摇摆周期的改变对空泡份额的影响并不明显.     

深海液压阀控热液采样器的研究

为了提高深海热液采样器的可靠性，提出了一种液压阀控式新型热液采样器的结构原理.热液采样器的流体控制单元采用了耐高温高压的海水液压电磁阀.从密封与润滑形式、气蚀抑制措施及材料选择方面介绍了研制深海液压阀的关键技术，进行了深海电磁铁的结构设计、深海电磁阀的结构设计，并就液压阀控式热液采样器的工作原理加以具体阐述.结果表明，相比步进电机驱动的热液采样器，液压阀控的热液采样器具有结构简单可靠性高的优点.热液采样器及其深海电磁阀可以满足深海热液口科学调查的要求.     

塔克拉玛干沙漠南缘流沙起动风速实验研究

介绍了塔克拉玛干沙漠南缘流沙起动风速风洞实验研究的方法、内容和结果。实验表明，随风速增加，沙粒的运动状态依次表现为静止、个别沙粒滚动、部分沙粒滚动和跃移。显微观察表明，对于流沙的原型沙样，随风速增加，每次都是沙样中深棕色粒径较小的粒子先发生滚动。文中还对实验结果与以往风洞实验以及野外观测数据之间的差异进行了分析讨论。