水平管降膜流动液膜铺展的试验

为了探究水平管降膜气液两相流的液膜铺展,在常温常压下,利用激光诱导荧光方法,对布液装置为单孔和三孔下的管外降膜流动进行了局部试验研究。通过高速摄像机拍摄,得到了液膜轴向铺展分布随Re的变化,以及三孔下形成的两液柱中心距、液柱之间最厚液膜位置随时间的波动。结果表明,在一定的Re范围内,液膜轴向铺展存在极限;液柱中心距随时间呈周期性变动;最厚液膜在两液柱中心位置略微左右移动,出现在中心位置的几率为30%。     

形状记忆合金控制的磁流变制动器

基于形状记忆合金在热效应下的形状记忆特性和磁流变液的流变特性,介绍了形状记忆合金控制的圆筒式磁流变液制动器工作原理;基于Bingham本构模型,得到了圆筒式磁流变液制动器在外加磁场作用下的制动力矩方程;基于力矩平衡方程,得到了制动时间表达式;基于形状记忆效应,得到了电热形状记忆合金开关输出行程与温度、结构参数、材料参数、工作载荷等参数之间的关系式。研究结果表明:形状记忆合金开关的输出行程随温度的变化而变化,磁流变液制动器的制动力矩随外加磁场的增加而增大,制动时间随外加磁场的增加而迅速缩短。     

单元组装式太阳能储热器的Fluent蓄热性能研究

研制一种单元组装式太阳能储热器,采用熔盐作为蓄热材料,利用Fluent中的凝固/融化模型对相变材料在储热器的蓄热、相变过程进行数值模拟研究,得到了相变材料固-液相变过程不同时刻的温度场分布,通过与实验数据对比验证了模拟方法的可行性;分析了传热介质入口温度以及流速对储热器储能过程的影响,计算了一定工况下,储能过程温度随时间的变化情况,得到之间的关系表达式以及对流传热系数与Re的关系,对太阳能储热器的设计、模块化生产及应用具有重要现实意义。     

基于Fluent动网格技术的乳化液泵分析

以RBW315/31.5型乳化液泵为例,推导出乳化液泵柱塞的速度和加速度方程,通过Fluent动网格技术着重分析柱塞在排液过程中柱塞面所受的平均压力以及阀口平均流速随时间的变化规律,得到柱塞面压力随时间的变化曲线和阀口流速随时间的变化曲线.     

Monte Carlo方法模拟晶粒在气-液-固三相体系下的各向异性生长

基于Monte Carlo方法,建立了气-液-固三相体系下晶粒生长的传质路径;根据最小能量原理,确立了最优和非最优生长取向上能量值的选取准则;采用各向异性的液-固和固-气界面能,对陶瓷晶粒的生长进行了二维模拟,并探讨了各向异性界面能量差值对晶粒形貌的影响规律。结果表明,在状态点发生相变时,引入寻找能量最低状态的过程,不仅消除了液相分布不合理现象,且晶粒边界更平直,形状更规则,质点在晶粒最优生长方向上的生长几率明显高于非最优方向;随着各向异性界面能差值的增加,晶粒的长径比基本呈线性变化,各向异性生长更突出。     

工况参数对螺旋槽机械密封液膜空化特性的影响

为了合理选择各因素以实现对液膜空化的有效控制,以螺旋槽机械密封为研究对象,采用流线迎风有限元法求解满足质量守恒JFO边界条件的控制方程,分析工况参数对液膜空化特性的影响。结果表明:介质黏度、平衡半径和弹簧力减小时,迎流侧压力降低,背流侧压力提升,液膜空化率降低,空化临界转速与临界压力变化趋势相反;介质黏度和弹簧力越小,空化率随转速的变化曲线越平缓,随内径压力的变化速率越小;平衡半径越小,空化率随转速的变化曲线越平缓,随内径压力的变化速率越大。     

双叶片螺旋离心泵固液两相流特性研究

为研究双叶片螺旋离心泵叶轮内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准k-ε湍流方程以及SIMPLE算法,应用流体动力学软件对双叶片螺旋离心泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多粒径及初始固相体积浓度条件下的固相体积浓度分布规律。通过分析可得到固体颗粒存在由叶片压力面向吸力面迁移的趋势,同时有从轮毂侧向轮缘侧运动的趋势;通过外特性分析得到了相同粒径下水泵扬程随固相浓度的升高而减小,相同固相浓度下水泵扬程随粒径的增大而减小的变化趋势。     

圆轴承三维温度场的研究

联立求解了广义雷诺方程、三维能量方程、三维固体热传导方程及载荷平衡方程 ,并考虑粘度随温度及压力、密度随粘度及压力的变化 ,在油膜与轴瓦界面使用热流连续性边界条件 ,得到了圆轴承油膜及轴瓦的三维温度场。结果表明最高温度并不出现在油膜与轴瓦交界面 ,不同圆周位置沿膜厚方向的最高温度出现位置不同。证实了考虑三维温度得到的轴承的润滑性能与考虑二维温度得到的轴承润滑性能有很大的差异。采用 Newton- Raphson法求解广义雷诺方程和载荷平衡方程 ,采用快速扫描法求解由有限差分离散的能量方程和热传导方程 ,在计算中发现所使用的算法收敛速度快 ,大大节约了计算时间     

基于内燃机冷却循环的相变蓄能器传热特性分析

本文主要借助Fluent软件对相变蓄能器的蓄、释能特性和相变过程进行模拟分析。基于内燃机冷却循环的余热利用,通过对某一简单的相变蓄能结构进行传热流动分析,得到了相变蓄能材料在蓄能、释能过程中液相分数及温度随时间的变化规律,掌握了其固液界面运动的规律,同时本文也研究了不同工况对相变过程的影响。     

液滴与弹性固体表面撞击过程的研究

在工业生产及航空航天领域,经常出现由于液固撞击而造成固体材料侵蚀的现象,为了防止固体材料侵蚀破坏,就必须准确全面地了解液固撞击过程、推导了可用于研究液体——弹性体撞击问题的非线性耦合波动模型,并将其应用于不同粒径、不同撞击速度的液滴与弹性固体撞击过程的模拟。大量的数值模拟发现,量纲一化以后,不同粒径的液固撞击过程是相似的。此外,还对不同撞击速度的液固撞击过程进行了研究,给出了最大量纲一压力,最大量纲一等效应力以及最大等效应力点位置随时间的变化。最后在大量计算结果的基础上总结出了量纲一峰值等效应力随撞击马赫数的变化规律,为液滴侵蚀固体表面问题的研究提供了有力的基础。     

基于兰姆波的大型罐体液位定点检测方法

导出薄板单面液体负载时的兰姆波特征方程,并计算出其频散曲线.根据兰姆波中某些模态的特征参数对液体敏感的特性,提出并实现了一种利用超声导波技术实现大型罐体液位定点检测的方法,并给出试验结果.结果表明,液体负载对相速度频散曲线、能量速度频散曲线影响不大,对衰减频散曲线影响较大;试验结果与理论吻合;该方法可用于大型罐体的液位定点检测.     

基于相变材料的柔性夹具技术研究

相变材料夹具技术是一种新型的柔性夹具技术,其利用相变材料的液固两相转变实现了真正意义上的柔性装夹。本文介绍了真相变材料中具有实用价值的低熔点合金相变夹具的发展应用,并指出其当前尚未解决的问题。     

液环式压缩机的串联运行

根据液环式压缩机的特点和Q-r特性曲线,分析了液环式压缩机串联运行的可行性和运行特性,提出了该机串联运行的选型方法和使用范围,并通过试验得到了验证.通过液环式压缩机的串联运行,在保证大排气量的情况下,可以有效地提高排气压力,进一步拓宽了其使用范围.     

液晶相控阵指向矢分布求解及其光束偏转

为了分析液晶相控阵空间光调制特性与驱动电压之间的关系,根据液晶连续体弹性形变理论,提出一种基于非线性最小二乘差分迭代求解液晶指向矢空间分布的方法。该方法利用液晶材料的电光特性,以阈值电压时的液晶指向矢分布作为初始值,通过非线性最小二乘法推导在驱动电场的作用下液晶指向矢的空间分布情况,以及稳定状态时液晶相位延迟与驱动电压之间的相位调制特性曲线。最终通过实验完成了理论验证,控制液晶相控阵的驱动电压,实现对远场光束指向的偏转控制。利用驱动电压直接求解电位移矢量,为后续指向矢与电位移耦合迭代提供初始值,不仅减少了计算量,而且更加符合液晶分子在实际电场作用下的运动过程,减少了模型误差。结果表明:在系统的终止误差为1.0×10-8时,不同电压下的迭代时间均值为0.33s;在驱动电压为5V的情况下,该算法与差分迭代相比,液晶分子倾斜角的角度误差精度提高了0.09rad。     

Capillary effects and instabilities in nanocontacts

Several examples of instabilities related to the capillary effects during nanocontacts are studied. For the single-asperity contact, there is a significant negative Laplace pressure inside water capillary bridges and the bridge may become unstable with respect to the phase transition, leading to an unstable capillary force. For the contact of two rough solid surfaces, the capillary force is also unstable with respect to small variations of roughness. For liquid in contact with a rough solid surface, the composite interface, which is required for the superhydrophobicity, can be destabilized and transformed into the homogeneous interface. Numerous examples show that the instabilities play an important role in nanocontact problems that involve capillarity.     

多截面形状要求的广义旋转曲面

旋转曲面在计算机辅助设计中有比较重要的作用 ,很多种类的曲面可以看作由曲线旋转而成 ,传统的旋转曲面在生成的过程中 ,母线的形状不发生变形 ,这样就大大地限制了旋转曲面的应用范围。因此 ,本文对旋转曲面的概念做了进一步的拓宽 ,使母线在旋转运动的过程中能够按照设计的要求发生一定的变形 ,这样就拓宽了其应用范围。曲线在发生变形前后一般要求其形状变化不大 ,本文根据自由曲线能量的概念 ,提出了变形应该使位移曲线的能量最小的假设 ,根据该假设 ,推出了相应的计算公式 ,经过实际计算表明该假设是比较合理的。最后 ,根据本文提出的方法 ,给出了一个有多个截面形状要求的广义旋转曲面造型的例子。     

摆线泵排量的理论计算

根据摆线泵内转子的齿廓曲线方程，推导出了摆线泵的排量计算公式。并通过实例计算分析比较了近似公式与该公式之间的计算误差。文中所提供的公式可供计算机辅助设计和分析时应用。     

基于液位测量系统的定时器的开发

本文基于液位测量系统设计开发了定时器,其中 IC555用于不稳定模式。使用数字存储振荡器(DSO)测量的定时器输出波形接通时间的脉冲宽度,即电容器充电时间(T C ),与同轴圆柱形电容换能器的电容成线形比例,且该电容随着液位的变化而线性变化。因此,我们获得了电容器充电时间与液位的线性关系,该设计的优点是输入-输出具有线性关系,尺寸小,便于携带,成本低,且不受环境温度影响,它还可用于测量各种工业中液体或固体的介电常数。     

CNC系统中任意空间曲线的插补方法

针对机床CNC系统中加工任意空间曲线的实际问题，提出了一种基于泰勒（Taylor)公式的用于实时控制的等速进给插补算法，凡是可以表示为矢量参数方程的正则曲线，都可以用该方法进行插补。     

边界润滑摩擦面固体润滑涂层技术发展的若干趋势

随着表面工程与涂层技术的发展,固体润滑涂层在机械零件上得到了广泛的应用,涂层材料与涂层工艺取得了很大的进展。本文论述了边界润滑摩擦面固体润滑涂层技术发展的若干趋势,指出开发新的涂层材料、涂层结构、涂层工艺,实现固/液混合润滑,以及利用涂层激光纹理技术提高润滑效果是固体润滑涂层技术发展的重要方向。