梯形螺旋线对斜拉索上水线的影响及其减振效果研究

在滑移理论的基础上,通过COMSOL软件建立带有双螺旋线的斜拉索圆柱绕流模型,得到斜拉索的风压力系数和风摩擦系数。忽略斜拉索在横风向上的振动,通过改变风向得到在不同截面下带有双螺旋线的斜拉索受到的气动力,进而求得斜拉索的振动时程曲线及其频谱分析结果。结果显示,双螺旋线的存在抑制了水线在斜拉索表面的振荡,使得斜拉索在横风向受到的拉索气动力变化范围逐渐缩小,气动力的振荡频率远大于斜拉索的自振频率,降低了水线与斜拉索产生共振的可能性,从而抑制了斜拉索的风雨激振现象。     

声流对单管道周围换热特性的影响

通过仿真与实验的方式,研究声波影响管道外部的流动和换热特性。在仿真中,对输入声压级相同时,不同频率的声流速度进行研究,结果表明频率对管壁处平均声压级的影响较小,但对管壁周围切向速度的影响较大。基于声波对流场分布的影响,在实验中研究不同声压级和频率对单根钢管换热的影响,结果表明声压级不变,频率越低,钢管换热效果越好;频率不变,声压级越大,钢管换热效果越好。仿真与实验结果表明：管道周围的换热效果与声流速度的大小成正比,而声流大小与频率和激励速度直接相关,激励速度越大,频率越低,钢管附近声流运动越剧烈,采用低频高声压级的声波能够加速钢管的换热过程,该研究为声波影响管道换热特性提供了理论依据。     

基于重整化方法的冲击载荷下岩石振动分析

旋转冲击钻井是当前钻进深井硬地层应用较多且效果显著的一种高效破岩技术。基于振动学理论,在考虑岩石重力的情况下,建立钻头冲击载荷下岩石振动响应的数学模型,采用重整化方法对其求解,利用MATLAB软件分析各参数对钻头高频冲击下岩石振动的影响,并进行了室内实验对理论分析结果进行了验证。结果显示:冲击载荷下岩石的运动为两个简谐振动的互扰振动;岩石的密度越小,刚度越小,冲击力越大,岩石的振动幅度越大,振动速度也越快;岩石存在一个固有频率,冲击载荷冲击频率越接近这个固有频率,岩石的振动越剧烈。当钻头高频振动频率和岩石固有频率相等时,岩石振动幅度和振动速度最大,即达到了共振。冲击载荷下岩石响应的分析对于揭示动载作用下岩石的破碎机理,指导冲击工具的设计具有重要意义。     

喷射气流对横向振荡圆柱体尾流抑制的影响

对雷诺数Re=1200条件下的圆柱在均匀来流中横向受迫振荡的尾流控制问题进行数值模拟分析.通过尾部加喷射气流对不同旋涡脱落模式进行尾流控制,通过对圆柱在不同振幅和振荡频率下涡脱落情况进行观察研究,最终在无量纲振荡频率feD/V=0.21,振幅比A/D=0.5情况下发现了2S旋涡脱落模式并通过在柱体尾部施加不同速度的喷射气流对其进行控制;在feD/V∞=0.189,A/D=1.5情况下发现了P+S旋涡脱落模式并在柱体尾部施加不同速度的喷射气流对其进行控制.涡量图和功率频谱图结果表明,在2S模式下,喷射气流对旋涡脱落抑制效果明显,尤其当喷射速度Ve=5m/s时效果显著.而在P+S模式下,当喷射速度Ve=2.5m/s时旋涡脱落抑制效果较好,而当喷射速度Ve分别为5m/s和7.5m/s时,抑制效果一般.     

基于扭转强迫振动风洞试验的矩形截面高层建筑三维风荷载研究

为了研究扭转振动对高层建筑三维气动力的影响,利用扭转强迫振动装置,通过多点测压风洞试验测试了三个矩形截面高层建筑模型在不同试验风速和不同扭转振幅情况的表面风压时程。进而讨论了结构顺风向、横风向和扭转向均方根风力系数及功率谱的变化规律,研究结果表明：结构顺风向、横风向和扭转向均方根风力系数均随着试验风速和扭转振幅的变化而变化;结构顺风向阻力系数随着扭转振动振幅的变化主要是由于结构顺风向气动力的变化引起,而其横风向和扭转向风力系数随着扭转振动的变化包含了气动力变化与结构气动弹性效应两部分。对于高层建筑来说,应考虑扭转振动引起的结构三维气动力的变化以及结构横风向和扭转向气弹效应。     

微粒粒度检测的干法分散系统

基于干法分散原理,对干法分散数学模型进行分析和仿真,根据气体动力学和相关机械电路原理,设计可自动控制的干法分散系统,包括进样振动装置、气体喷射收集装置和气体传输装置。结果表明,影响微粒分散最重要的因素是气流速度;分散过程中,进样振动频率、微粒的运动速度和气流速度都是可控的,能达到预期的分散效果。     

阻尼线的耗能计算及其在输电线防振中的应用

摘要: 阻尼线是保护架空输电线路免受微风振动危害的理想措施之一,在我国大跨越输电线路中得到广泛应用。通过建立阻尼线理论力学模型,研究其复杂的静力形态,对振动方程用摄动法进行了求解,得到了阻尼线谐振频率和耗能的计算方法。并基于能量平衡法用Matlab编制了计算程序,以特高压长江大跨越地线为对象,设计了β阻尼线加防振锤的组合防振方案。数值计算结果表明,设计的防振方案具有较好的防振效果,能满足特高压输电线的防振要求,可供特高压输电线设计及施工建设时参考。     

机器扰力作用下某厂房楼板竖向振动与TMD减振研究

针对某厂房主次梁式楼板在机器扰力作用下的有害振动问题,首先综合现场振动实测与动力特性、动力响应有限元分析揭示了楼板竖向振动机理,然后以楼板结构模态等效阻尼比、竖向加速度减振率与TMD行程作为楼板减振性能指标,分别给出了单一频率扰力作用下工业厂房楼板减振用TMD的设计频率、安装位置确定原则,开展了TMD的质量比与阻尼比参数化分析,最后总结建立了TMD减振优化设计流程。结果表明:单一频率机器扰力作用下厂房楼板结构呈现典型的强迫振动特征,楼板主振动频率与扰力频率相等;TMD设计频率应取为机器扰力频率,TMD宜布置在机器扰力作用位置,TMD质量比和阻尼比参数需要结合减振性能指标优化确定。     

利用设计打印规则提升喷墨制造精度

目的设计一种打印规则,在喷墨技术作为一种高效的生产工具被用于先进制造时提高其喷墨打印精度。方法通过墨滴观测系统分析喷点火频率对喷射状态的影响;分析串扰对喷嘴间的影响,获得高频连续喷射参数,并用高精度打印平台对不同模式进行测试。表征方法包括传统的图像质量分析方法以及喷墨制造获得的导电网格的导电性能对比。结果使用提出的打印规则,喷墨点火频率达到78 k Hz,打印样张网点面积率误差小于1%,竖线粗糙度方差约等于3μm2。宏观和微观的视觉效果得到提升,打印制作的柔性触摸屏网格线条均匀线宽约65μm,导电性良好。结论优化后的打印规则可以弱化残余振动和串扰对其他喷嘴的影响,在提升打印效率的同时提高打印精度和点火频率,有效地促进压电喷头在喷墨制造领域的应用。     

非线性弦振动的Kdv方程及其速度孤波解

文中用递减微扰法导出了非线性弦振动的 Kdv 方程。文中分析了无色散和无非线性(线性色散)两种特殊情况下的解。然后,详细地讨论了 Kdv 方程的速度孤波解的性态,并指出了非线性弦振动中孤波的主要特征。     

Effects of CuO nano powder on performance improvement and entropy production of double-pipe heat exchanger with innovative perforated turbulators

The objective of the present numerical study is to investigate the heat transfer enhancement, entropy generation, and thermal performance of turbulent nanofluids inside double-pipe heat exchangers equipped with novel perforated cylindrical turbulators. Effects of inflow velocity, CuO nanoparticles volume fraction and perforated index are evaluated on the Nusselt number, friction loss, thermal performance factor (η), and viscous irreversibilities of the double-pipe heat exchangers. The newly proposed perforated turbulators with CuO nanopowder with ϕ = 1.5% provide the thermal performance of η = 1.931, which is considerably higher than the other previous studies. The results show that raising PI reduces the turbulent kinetic energy, especially in outer regions of the cylindrical turbulator. The jet formation near the walls and the perforations is the primary physical reason for this. The viscous entropy generation is increased up to 153.0% by increasing the Re number from 6,000 to 17,000 for PI = 8% and DR = 0.7. Thermal boundary layer disruption is the primary physical reason for heat transfer enhancement.     

爆破振动峰值速度预报方法探讨

爆破借助爆炸能做功,它是一种在地上和地下工程中广泛使用的廉价、经济的岩土开挖方式。爆破造成的振动会对附近结构及周围场地产生不利影响;振动峰值速度通常被用来评价爆破地震风险。已有一些预报爆破振动峰值速度的公式和方法,但在超出了推导这些公式的特定条件时,它们是不适用的。爆破地震波在岩土体中传播时,地面振动是复杂的,受许多因素影响。论文探讨了爆破振动峰值速度预报的公式法和Fourmap方法;特别地,作者还尝试利用人工神经网络预报了爆破振动峰值速度。     

斜拉索风雨振气动抑振措施的参数优化

本文通过风洞试验,研究了斜拉索空间位置、降雨量、风速等对斜拉索风雨振的影响,选定了振动最大时的参数,研究了作为气动抑振措施的螺旋线直径和缠绕间距两个参数对抑振效果的影响,并研究了附加不同参数螺旋线时斜拉索的气动阻力系数随雷诺数的变化规律,发现针对本研究选定的直径155mm的斜拉索,斜拉索的水平角35°、竖向角25°、较小的降雨强度（10mm/h）、特定的风速范围（无量纲风速60~100）下发生的振动最为激烈;在选定螺旋线间距的情况下,随着螺旋线直径的增大,其抑振效果趋于显著;在选定螺旋线直径的情况下,随着螺旋线间距的减小,其抑振效果趋于显著;附加螺旋线斜拉索的气动阻力系数随螺旋线直径的增大或螺旋线缠绕间距的减小而增大。在超临界雷诺数区域,附加螺旋线时的阻力系数均大于无螺旋线时的阻力系数。提出了优化的螺旋线设计原则。     

湍流边界层激励下加筋平板振声响应特性研究

船舶、汽车和飞机等高速运动时,其外壳受湍流边界层壁面脉动压力激励而产生的内场声辐射成为该类交通工具自噪声的重要成分。基于模态叠加法计算结构振动响应。采用湍流壁面脉动压力功率谱Corcos模型,计算了外侧气流或水流湍流边界层激励下简支平板振动及内场辐射声,计算值与解析解和试验值吻合良好,验证了算法的有效性。采用湍流壁面脉动压力功率谱改进型Corcos模型,研究了外侧水流湍流边界层激励下平板及板格的振声响应特性,结果表明:水流马赫数低,壁面脉动压力迁移波数大于平板结构弯曲波数,壁面脉动压力波数-频率谱的迁移脊对平板的激励作用可以忽略;横向或纵向加筋对板格振动速度自功率谱级基本无影响;减小板格宽度与长度之比,适当增大板格流向长度可使平板振动辐射声功率在2 000 Hz以上明显降低。     

流体诱导弹性管束振动响应数值分析

基于流固耦合问题的弱耦合法,研究弹性管束不同流速的壳程或/和管程流体诱导下的振动响应。研究表明,流体诱导振动幅值随壳程或/和管程流速的增加而增加。与相同管程流速条件相比,壳程流体引起的振幅较大。随壳程流速增加监测点振动频率增加;随管程流速增加监测点振动频率基本不变。壳、管程流体耦合诱导的振动位移曲线与仅壳程流体诱导的振动位移曲线类似,说明弹性管束工作过程中的振动主要由壳程流体诱导。流体诱导的振动频率接近管束第一阶固有频率时,监测点在y、z方向振幅逐渐趋于峰值。流体诱导弹性管束的振动主要表现为面内振动。     

Etude de l'intensification des échanges de chaleur par convection dans des canaux de section triangulaire et rectangulaireStudy on the increase of convective heat exchange in channels of triangular and rectangular section

Most of the research work applied to the intensification of heat transfer through convection in turbulent flow, has been devoted to local heat flow and local friction losses. Intensification is obtained by means of turbulators inside smooth channels (fins, steps).In the re-sticking zone of the boundary layer, the heat transfer is maximum and the friction factor is minimum, the latter being maximum in the free flow zone. Maximum values are more than ten times higher than those observed in an undisturbed analogous stream.As early as 1958, those results have been applied to the construction of heat exchangers by which the heat transfer coefficient rises faster than the hydraulic resistance (discovery No 242).Such heat exchangers (water-air) are built from ribbed fin-plates and cross-tubes. The ribs act as turbulators inside the channels which are allowed between plates and tubes.The present paper deals with the influence of geometrical shape and distribution of the turbulator on thermal and hydraulic efficiencies of heat transfer surfaces.The results are presented as graphs

where:Nu,Nu_R = Nusselt number for channels with and respectively, without, turbulators; ε,ε_R=friction loss factor for channels with, and respectively, without, turbulators; l'/d = pitch of trottling=ratio between the length of smooth piece l' and its hydraulic diameter d; d1/d=rate of throttling=ratio between hydraulic diameter of the throttled section d1, and that of the smooth piece d.Experimentations have been performed with 16 different combinations of l'/d and d1/d, in channels of the same triangular section and Reynolds number varying between 400 and 5500; in channels with different triangular sections; in channels with rectangular sections.Main results are: the heat transfer intensification depends on the parameters l'/d and d1/d; the maximum intensification depends on the shape of the channel section, the highest values being obtained with triangular shaped channels; the most efficient turbulators

consist of two dimensioned surfaces generated along the channel radius.New radiators for farm tractor-engines have been developed. Their volume and weight are half those of conventional radiators. Their construction does not require any significant modification of the traditional manufacturing technique of such type of equipment and their utilization in dusty environments does not raise any particular difficulty.     

非线性振冲隔离器油阻尼特性模型及参数识别

为研究油阻尼特性从而实现非线性油阻尼振冲隔离器的自主设计及优化,运用理论建模与实验建模相结合的方法,通过大量科学实验和合理的数据处理,根据数据处理所得数据及显示的图形结果进行油阻尼特性的非线性分析与建模,提出了用于小型电子设备的振冲隔离器的油阻尼特性模型,并进行了部分参数识别。由于体积小,在忽略位移影响的情况下,油阻尼特性模型是按频率分区的,按速度分段的。实验证明,所建模型计算结果比传统线性理论模型计算结果更接近实验数据。     

基于惯容负刚度动力吸振器的梁响应最小化

提出了两种新型的被动振动控制结构,即含有惯容器和负刚度的动力吸振器振动控制结构,并抑制梁的横向振动。在只考虑一阶模态函数情况下,使用固定点理论推导出了这两种新型动力吸振器的最优控制参数解析表达式。在此基础上,将两种不同的基于惯容负刚度的新型动力吸振器(模型1和模型2)分别与传统动力吸振器在不同质量比下进行了对比分析,数值结果表明,基于惯容负刚度的动力吸振器比传统动力吸振器对梁的振动控制更有效。对于质量比小的情况,模型2比模型1具有更好的减振效果。但是,质量比或者惯容质量比较大时,会导致模型2的最优负刚度比大于0,此时模型2的最优参数不适用。此外,还简要讨论了质量比和惯性质量比对最优系统参数的影响。     

基于损伤累积的爆破振动传播规律试验研究

为进一步揭示基于损伤累积的爆破振动波传播与衰减规律,设计混凝土试块进行损伤累积及爆破振动测试试验。结果表明,测点损伤值随爆破次数增加持续增大,中远区测点损伤有初期缓增及后期突增两阶段;测点单次爆破振动速度随距离增大而减小,近区测点振动速度减小较中、远区测点快;测点爆破振动速度随爆破次数增加总体减小,且爆源近区减小较快,中远区呈小幅度缓慢减小;随爆破次数继续增大各测点振动速度存有突增过程,且衰减系数 增加缓慢, 值减小,两者均存在小幅度畸变过程;多次爆破时确定振动安全阈值及爆破振动波传播衰减规律( 、 值)时应充分考虑损伤累积效应。     

基坑开挖爆破作用邻近压力燃气管道动力响应特性研究

确保复杂城市环境基坑爆破开挖工程中邻近压力燃气管道的安全性是关键性问题。依托武汉地铁8号线二期竖井基坑爆破开挖工程,利用现场监测数据建立ANSYS/LS-DYNA三维有限元数值计算模型,分析计算了不同运行压力条件下埋地燃气管道的动力响应特性。研究结果表明:实际工况下管道截面峰值合振速为0.453 cm/s,单元峰值von-Mises应力4.95 MPa,压力燃气管道处于安全运行状态;管道截面峰值合振速大于其正上方地表振速,且两者存在线性关系,由此建立管道爆破振动速度的预测模型;管道截面峰值合振速、峰值von-Mises应力均位于迎爆侧,且随管道内压的增加而增加,内压为零时为最佳运行状态,由此建立了管道峰值von-Mises应力与内压、爆破参数的数学计算模型,为实际爆破工程的安全作业提供指导。