Analytic study on the optimal control of water hammer waves in pipes

To realize the accurate control of water hammer in pipes by valve stroking, based on basic differential equations of water hammer subjected to initial and boundary conditions, the traveling solution of wave equations in finite region was applied to the linear water hammer problem. With the given velocity function at the valve and the introduction of curve integration independent of integral path, the exact analytic solution of dimensionless water hammer pressure was obtained in the course of valve closing. Based on the definition of eigen wave height, optimal eigen wave height and observation time, the control goal of water hammer pressure and the judgment rule of the optimal eigen wave height were determined, then the optimal velocity function in the calculated example was derived, which can reduce the water hammer pressure maximally. According to this function, a valve closing program was set, and the optimal control of water hammer could be realized.     

高超声速钝头飞行器轴对称无粘绕流流场计算

应用Ｈａｒｔｅｎ－ＴＶＤ格式和时间推进方法求解Ｅｕｌｅｒ方程,对高超声速钝头飞行器绕流流场进行了计算。物面压力系数与实验数据进行比较,结果表明本文所提出的求解方法是可行的。本文的计算方法可应用到再入弹体绕流流场和再入气动特性的研究。     

喷焰内氧化铝粒子光辐射特性研究

分析了Al2O3粒子在喷焰内流动冷却过程中不同相态对其光学性质的影响,重点研究凝固过程中三种相态(液态、γ相、α)Al2O3粒子的吸收指数随相态的变化关系,考虑了紫外到近红外光谱范围内,Al2O3粒子的不同辐射机制.基于Drude模型所得到的氧化铝粒子不同相态吸收指数的计算模型建立了描述Al2O3粒子相变过程紫外与可见光辐射特性数学计算模型.通过与实验数据的对比分析表明,本模型是可行的.在此基础上,分析了不同相态Al2O3粒子辐射特性随温度和波长的变化关系.     

大直径高位钻孔代替高抽巷治理采空区瓦斯研究

为了解决高抽巷采掘交替紧张、回采成本高、施工周期长的难题,提出了用大直径高位钻孔代替高抽巷来抽采采空区瓦斯,并对钻孔合理布置层位进行了研究,以山西某矿68310工作面为工程背景,采用FLAC3D数值模拟和现场工业试验的方法进行分析研究。结果表明：模拟得到裂隙带高度为34.2 m,垮落带高度为12.5 m,与理论计算值基本一致;通过比较不同钻孔直径的应力集中系数和卸压范围,得到钻孔的最佳直径为0.4 m,最佳布孔间距为1 m。现场实测数据显示,大直径高位钻孔作用后上隅角瓦斯体积浓度降到约0.37%,回风巷瓦斯体积浓度降到约0.28%,抽采纯量与抽采浓度和高抽巷相当,有效解决了上隅角瓦斯超限的问题,同时证实了大直径高位钻孔代替高抽巷的可行性。     

超声雾化降尘装置数值模拟及实验研究

为进一步提高矿井降尘效率,重点研究了基于异质冷凝机理的超声雾化降尘方法,采用DPM和Mixture双模型对超声雾化降尘装置内的运动流场和粉尘扩散进行数值模拟,获得了超声雾化降尘装置参数的最优解,结合模拟结果和异质冷凝机理研制出超声雾化降尘实验平台并进行降尘实验。超声雾化降尘装置吸尘口垂直距离和直径是影响装置内部的风流运移区域和方式的主要因素,实验中吸尘口垂距为1.1 m,直径为0.2 m时,粉尘颗粒能够充分与水雾接触,超声雾化降尘时间较为适宜。结果表明:超声雾化降尘方法具有良好的雾化和降尘性能,对呼吸性粉尘的净化效果尤为显著,降尘效率达到93.54%。     

浅孔留矿法新工艺试验研究

在类框架采空区处理技术研究过程中和浅孔留矿采矿法工艺改进基础上 ,衍生出钢筋混凝土人工底柱 ,上盘钢筋混凝土回收矿石假巷以及在采场中形成一段充填间柱 ,它除支撑下盘破碎带外 ,还能保证作业安全     

基于RKPM的n-octadecane熔化过程光热特性数值模拟与验证

建立求解一维半透明材料相变过程的辐射导热耦合计算方法,了解正十八烷(n-octadecane)在辐射源作用下的相变熔化过程,获得材料内部温度分布,验证数值方法准确性。基于无网格RKMP方法,采用修正等效热容法处理相变潜热的吸收与释放,利用梯度折射率的方法处理变折射率介质内的辐射传输问题。实验测量了n-octadecane在红外辐照加热条件下的熔化过程温度响应特性。结果表明数值模拟值和实验值在温度水平和时间特性两方面都符合良好,验证了计算方法具有良好的精度。     

有限体积法解多场耦合下散射性非灰介质内的辐射换热

将有限体积法与谱带模型结合 ,求解了吸收、散射性非灰介质内的耦合换热 .经与光线踪迹法、离散传递法的计算结果比较表明 :提出的数值方法具有较高的精度 ;有限体积法适合辐射导热的多场耦合计算 ;对非灰介质建议选用谱带模型 ;并应考虑折射率对传热的影响     

基于图论的多定压节点管网水力计算方法的研究

多定压节点管网具有复杂的拓扑关系,可充分发挥图论的优势对其进行水力计算.通过引入虚节最和虚环的概念将多定压节点问题转化为单定压节点问题,对相关矩阵按照定压和非定压节点、虚管段和实际管段、树支和链支管段进行分块表示.推导出了采用链支流量矩阵进行管网水力计算的解析表达式,在此基础上得到了适于计算机求解的离散模型,同时将此方法应用于实际算例并与Hardy Cross法的计算结果进行了对比.     

能源领域不同燃烧过程温室气体红外吸收特性比较研究

温室效应是重要的环境问题之一,而能源领域的开发与利用活动形成温室气体的主要来源.本文收集整理了能源领域不同燃烧过程(煤、石油、天然气、可燃冰、生物质等)中不同组分温室气体的排放量,以产生一定热量(106J)为基准,主要从红外吸收特性这一方面来比较不同燃烧过程产生温室气体效应大小.