两种类型的摆动行波对流

通过流体力学基本方程的数值模拟,研究了摆动(Undulation)行波对流的动力学特性.当分离比ψ=-0.3时,随着r逐渐增加,出现了两种摆动行波对流斑图,即没有固定周期的摆动行波对流和周期性的摆动行波对流。没有固定周期的摆动行波对流,平均波数在k=2.88和k=3.14之间变化,当遇到摆动行波转向时,周期变化的对流振幅的周期破坏,出现对流振幅变化的波动和调整。周期性的摆动行波对流的摆动周期固定,空间平均波数不随时间变化,空间上的局部波数和对流振幅随着时间周期的变化。对不同分离比的研究表明,摆动行波对流的存在区间随分离比绝对值减小而减小,随r增加而减小。比较ψ=0.3的计算结果和其他分离比的计算结果,发现分离比影响着行波对流斑图的形成及它们之间的转化。     

Poiseuille-Rayleigh-Benard流动中的局部行波对流

Poiseuille-Rayleigh-Benard流动是研究非平衡对流的斑图(pattern)及非线性动力学特性的典型模型之一。本文通过流体力学基本方程的数值求解,研究了二维矩形腔体中水平来流和瑞利数对Poiseuille-Rayleigh-Benard流动中的局部行波斑图形成的影响。当水平来流强度为定值时,随着瑞利数的增加,能够依次出现有水平流动的传导状态,局部行波对流和充分发展的行波对流等3种斑图。如果瑞利数被固定,随着水平来流强度的增加,依次出现充分发展的行波对流,局部行波对流和有水平流动的传导状态等3种斑图。局部行波对流的存在宽度依赖于水平来流强度和瑞利数。并进一步讨论了局部行波斑图的动力学特性。     

分离比对行波对流缺陷特性的影响

该文通过流体力学方程的数值模拟,研究了分离比ψ(28)-0.2,-0.4和-0.6时混合流体行波对流中缺陷的结构和特性。结果发现,有缺陷的行波对流最大垂直流速和努塞尔数随着相对瑞利数r的增加而增加。随着r的不同,行波的传播方向可以不同,缺陷出现的位置基本位于腔体中部。缺陷出现的周期随着r的增加而增加。有缺陷的行波对流存在区间随着负分离比的增大而增大。有缺陷的行波对流存在的上下限也随着负分离比的增大而增大。对应的缺陷周期的上下限数值随着负分离比的增大而减小。当分离比ψ(28)-0.2时,有缺陷的行波对流缺陷周期随着相对瑞利数r增加而迅速增加,缺陷周期增加的梯度具有最大值。当分离比ψ(28)6-0.时,随着相对瑞利数r增加,有缺陷的行波对流缺陷周期缓慢增加,缺陷周期增加的梯度具有最小值。因此,分离比对缺陷出现周期有明显的影响。     

双体快速船和普通船舶船行波现场观测

本文通过对小榄水道的双体快速船、普通船舶船行波现场观测,对两者的波高、波周期及船行波作用历时进行了详细比较研究。     

长高比对行波对流缺陷特性的影响

该文研究了长高比为Γ?12,20情况下行波对流中缺陷的特性。对于混合流体分离比ψ?-0.6,长高比Γ?20的情况,有缺陷的行波对流稳定存在于相对瑞利数r∈(2.224,3.6]的范围。在有缺陷的行波对流存在的上限附近,随着r的增大,缺陷发生的周期迅速增大。对于不同的分离比,对于ψ?-0.2的情况,Γ?12时有缺陷的行波存在的相对瑞利数范围比Γ?20时的范围小;对于ψ?-0.4的情况,Γ?12时有缺陷的行波存在的相对瑞利数范围与Γ?20时的范围相当,但存在区间的上下限前移较大;对于ψ?-0.6的情况,Γ?12时有缺陷的行波存在的相对瑞利数范围与Γ?20时的范围相当,但存在区间的上下限稍微前移。因此,长高比对有缺陷的行波有明显的影响。     

倾角对倾斜腔体对流的影响

为了研究倾斜腔体中普朗特数Pr(28)0.0272的流体倾角对对流的影响,利用SIMPLE算法数值求解了流体力学方程组。结果说明,相对瑞利数r=6.0情况下,当倾角θ=10°时系统由最初的单圈型对流随着时间发展成密实的多圈型对流。当倾角θ=60°时系统由最初的单圈型对流随着时间发展成疏松的多圈型对流。对流稳定时间取决于最大垂直流速w_(max)的变化。对于不同的倾角,r=6.0时,密实的多圈型对流过渡到疏松的多圈型对流的分界点为q_c=30°。对应于上述两种斑图,特征物理量分为具有不同特性的两段,它的分界点为q_c=27°。因此,对于该文的流体,斑图的转变滞后于特征物理量的转变。在θ-r平面上,对流分为两个区域,q(27)q_c时系统是密实的多圈型对流,q(29)q_c时系统是疏松的多圈型对流。该文还建议了临界倾角q_c随着r变化的关系曲线。     

输电线路行波保护的现状与展望

回顾了行波保护的历史并综述了国内外研究现状，讨论了早期行波保护所存在的问题和原因。针对这些问题提出了相应的解决措施，包括利用小波变换分析行波的故障特征，研究行波保护新原理，把光互感器、DSP技术应用于行波保护系统等，为今后的行波保护研究指明了方向。     

具有通过流动的倾斜腔体的对流特性

为了研究通过流动强度与相对瑞利数r对对流斑图及其相关特征物理量的影响,在长高比Γ=20倾斜放置的矩形腔体中,设定倾斜角度为10°、普朗特数Pr=6. 99且均匀加热的条件下,对该流体进行二维数值模拟。结果表明:当通过流动与热作用共同作用,相对瑞利数一定,雷诺数Re对对流斑图作用明显,但对最大垂直流速wmax及努塞尔数Nu影响能力有限。当通过流动强度与热作用共同作用,雷诺数一定,相对瑞利数r对对流斑图结构、最大垂直流速wmax及努塞尔数Nu影响显著。     

低应变动测桩浅部缺陷的理论分析

低应变反射波法动测桩身完整性,作为经济、快捷、可靠的方法目前在桩身完整性检测市场占有着主导地位。当桩身浅部存在缺陷时(缩径、扩径、离析等),传感器在接收到桩底反射信号前会受到浅部缺陷的多次反射干扰,动测曲线势必会很复杂,这给桩身完整性的判定造成一定的困难。本文从经典的行波理论入手,通过理论分析和图形说明,对低应变反射波法动测曲线作初步的理论分析,在掌握了这些表面变化的内在规律后,以期能够正确、快速地判断桩身完整性,为检测结果提供科学依据。     

一种高压电网电压行波信号的提取方法

行波信号的有效提取是高压电网行波保护和行波故障定位的前提,针对传统电容式电压互感器不能传变暂态高频信号的缺陷,提出了一种电压行波信号的提取方法。利用电容式电压互感器或电流互感器的套管末屏电容,设计了电压行波提取电路,考查了其频率响应特性。利用EMTDC分别仿真了提取电路对不同频率段、不同故障初始角和不同故障电阻的暂态电压信号提取响应,理论分析和仿真结果表明:该方法能够有效地提取暂态高频信号,正确反映一次侧特定频带的电压行波特征,很好地解决了行波保护或暂态量保护及故障定位中暂态电压行波提取的难题。     

多个离散热源的矩形空腔内自然对流的数值研究

本文对顶部散热的矩形空腔内某一竖侧壁上存在有5个离散热源时的自然对流换热问题求出了数值解。文中讨论了Ra及空腔高宽比对换热的影响。此类问题对电子器件的散热有较大参考价值。     

底部加热的两板间水平流动进口段流动特性分析

采用二维流体力学基本方程组对普朗特数Pr=0.72的具有水平流动的底部加热两板之间的流动特性进行数值模拟。结果表明,对于给定相对瑞利数r,随着雷诺数Re的增加,底部加热的两板之间依次出现定常对流滚动,均匀行波对流滚动,具有水平流动进口段的局部行波对流滚动及水平流动。对于相对瑞利数r=3,在雷诺数9.0＜Re＜21.0范围内,系统是局部行波对流滚动,存在水平流动进口段。随着雷诺数增加,水平流动进口段长度增加。对于雷诺数Re=25.0,在相对瑞利数4＜r＜12范围内,两板之间是局部行波对流滚动,出现水平流动进口段。随着相对瑞利数增加,水平流动进口段长度减小。最后给出了进口段长度随雷诺数或相对瑞利数变化的经验式。     

几种行波测距算法的比较

介绍了4种行波测距算法，并从理论上对这些算法的优缺点进行了分析。反射波法的测距精度较高，但是反射波波头难以准确检测，容易误测距；零模波头法的测距精度略低，但实现简单，受干扰较少，结果可靠性高；双端测距建议直接使用第1个线模波头，结果具有很高的精度和可靠性，无需引入零模分量的双端测距算法。EMTP仿真结果表明所述观点正确、可靠。     

考虑地震行波效应的渡槽动力响应分析

以南水北调中线漕河渡槽为研究对象,考虑在地震行波效应问题中,采用支座大质量法实现多点地震输入,并与一致输入的结果进行对比。结果表明:地震波多点输入考虑行波效应时,渡槽结构纵向位移峰值可增大数倍;地震效应对横向位移值的影响最为显著,对竖向位移值和应力分量的影响不大;在行波效应影响下,纵向位移和横向位移有增大趋势,竖向位移、第一主应力和第三主应力呈减小趋势。     

基于小波变换的行波差动保护

行波差动保护在原理上具有灵敏可靠及良好的选择性等优点，而且不受分布电容电流、母线结构、过渡电阻、电流互感器饱和等因素的影响。但传统的行波差动保护要求实时传送所有高速采样数据，目前的通信手段难以胜任；若降低采样频率，则保护的灵敏度和可靠性将会降低。文中在对行波的小波分析的基础上，提出了基于小波变换的行波差动保护原理和算法。新的保护仅利用行波故障信息中的关键信息——行波波头信息，显著减少了数据通信量，使之能够适应现有的通信手段，同时提高了保护的灵敏度和可靠性。分析和仿真表明该保护动作快速、灵敏、可靠，可作为超（特）高压输电线路主保护。     

自适应网络结构的故障行波定位方法

输电网中环路的存在会影响故障初始行波到达时间与行波传输路径的匹配,影响故障点位置的计算。为此,提出了一种自适应网络结构的故障行波定位方法。对于故障线路不包含于环路的情况,利用Floyd算法搜索故障点到网络中各节点的最短路径;对于故障线路包含于环路的情况,确定环路中初始行波到达时间最大的节点为解环点,并提出了剔除无效路径的时间判据,将复杂故障网络简化为辐射形网络。在辐射形网络中,运用基于整个电网的故障行波定位算法,实现全网综合定位。仿真结果表明,该方法实现简单,适用于任何结构的电网,能够有效弥补现有行波网络定位算法的缺陷和不足。     

电网行波故障定位装置的优化配置

在研究电网行波故障定位方法的基础上,提出了一种行波故障定位装置的优化配置方法。该方法首先依据配置原则对电网中的变电站配置行波定位装置,然后利用模拟退火算法对初始方案进行优化,将配置过程和优化过程有效结合后提高了初始配置方案的质量,缩小了模拟退火算法的寻优范围,从而提高了求解速度。实际系统的配置分析和仿真结果表明适当的优化配置可以在不影响定位可靠性和准确性的前提下减少定位装置的布点,从而有效节省投资。     

基于双电极法的土工膜缺陷探测数值模拟

利用电场与渗流场控制方程及边界条件相似的原理,对含缺陷的防渗土工膜上的电位分布进行有限元模拟,获得缺陷附近的电位分布特征,进而判断缺陷位置。此外,对电极埋设位置、施加电压值和探测间距等因素进行敏感性分析。计算结果表明:双电极法可有效确定土工膜缺陷位置,土工膜缺陷越靠近励磁电源电极,越有利于缺陷的准确探测;沿着缺陷中心线方向进行探测,可高效探测缺陷位置;移动探测仪的电极间距应以探测长度的5%~10%为宜。研究成果对双电极法用于土工膜缺陷探测有理论指导意义。     

船行波对堤坡的破坏作用浅析

波浪具有一定能量,对河堤、闸门会产生冲刷掏空和拍击的破坏作用。江河是轮船行驶的主要通道,沿江两岸又建有不少堤围、涵闸,因此,在设计、管理中要考虑这方面的防护,以利堤围,岸坡闸门的安全。     

考虑母线分布电容影响的单端行波测距法

分析了单端电压行波中各种可能存在的波头，得出了不考虑母线分布电容的方法不能完整地实现第2个反向行波识别的结论。推导了电压行波在分布电容处的传播特性，指出电压行波在分布电容处的初始反射系数恒为负。利用这个结论，提出了一种新型的第2个反向行波识别方法。理论分析和仿真结果表明，这种方法具有很高的可靠性，且不受线路两端母线类型的影响。