离心泵内流场空化特性的数值模拟研究

针对离心泵内流场特性分析困难的问题,对离心泵流场数值模拟的几何模型建立、模型网格划分和边界条件设定进行了研究,采用计算流体力学方法,获取了在敞水性能条件下离心泵的扬程-流量、效率-流量的变化关系;结合Zwart空化模型,重点对不同有效汽蚀余量时离心泵的空化流场进行了数值模拟,得到了离心泵的内部流线和空泡分布的情况,并与该离心泵机组进行了性能测试实验,最后在此基础之上进行了对比分析。研究结果表明,所采用的数值模拟方法和空化模型合理有效,此结果可为进一步开展离心泵空化监测技术研究提供借鉴。     

电子束定点焊接304不锈钢熔池流动行为数值模拟

基于电子束焊接过程的传热与受力物理过程分析,建立相应模型,对电子束定点焊接304不锈钢的温度场与流场进行数值模拟,研究电子束焊接熔池流动行为及焊缝成形规律.结果表明,电子束加热阶段,熔池上表面温度梯度达到106 K/m,熔池表面峰值温度高,在沸点温度附近波动,强烈的金属蒸汽反作用力成为熔池流动的主要作用力,促使熔池中心下凹并不断波动,熔池冷却凝固阶段,金属蒸汽反作用力下降,熔池金属表面张力梯度引起的Marangoni对流成为熔池金属流动主要驱动力,促使焊缝表面熔宽增大,熔池凝固后焊缝上表面宽度为1.9 mm,中心处宽度为1.6 mm,下表面宽度为1.8 mm.     

破甲/杀伤多用途战斗部结构设计及试验研究

为使战斗部能够打击多种目标,在保持原单兵破甲战斗部的质量、外形结构和破甲威力基本不变的条件下,利用新型薄型波形控制器、半预制壳体和精密破甲战斗部技术,设计了破甲/杀伤多用途战斗部。采用射流垂直穿深试验、射流大间隔靶和破片杀伤试验,研究了改进后单兵破甲弹的射流穿深和破片杀伤威力。结果表明,设计的多用途战斗部在大炸高下使射流侵彻带前挂板加厚度80mm/50°均质靶后,还可穿透不低于3块厚度10mm的Q235靶板。周向杀伤破片能穿透距爆心5~10m处厚度1.5mm的Q235鉴证钢板,破片密度不小于2枚/m2,实现战斗部多功能的打击需求。     

基于EFG方法的PBX炸药圆弧巴西实验的数值模拟

为了对准静态圆弧巴西实验过程中PBX试样的裂纹形成和扩展过程进行模拟,基于EFG方法和内聚力模型,利用LS-DYNA软件的隐式分析模拟计算了实验过程。结果表明,计算结果和文献报道的实验结果吻合较好,证明了该方法的可行性;采用线性内聚力模型可较好地描述PBX炸药的断裂过程,PBX试样的起裂发生在压缩载荷达到峰值后,随着压头的进一步压缩,试样中心的裂纹沿直径向压头方向扩展。     

基于顶盖举起试验的炸药内爆炸性能评估

为了评估炸药在密闭/半密闭结构内的爆炸性能,通过自建的顶盖举起试验装置对5种典型炸药装药进行了内爆炸试验,利用冲击波超压和顶盖的举起位移评估了其内爆炸威力。结果表明,冲击波超压高的炸药,内爆炸性能不一定好,炸药的空中爆炸性能与内爆炸性能具有显著的差异;顶盖举起最大位移与炸药的非同步自氧化燃烧热具有线性关系,关系式为xmax=17.717ΔHas-5.322,相关系数R2=0.991 7;内爆类炸药应具有高燃烧热、高非同步自氧化燃烧热和适中的爆速。     

纳米Fe3O4颗粒对离子液体润滑减摩及电控增摩性能的影响

目的 提高离子液体在常态环境下的润滑减摩能力及电场条件下的电控增摩响应特性。方法 将合成油酸改性后的Fe3O4纳米颗粒分散添加到离子液体中,制备了不同浓度的离子液体基铁磁流体,通过利用自制载流摩擦磨损试验机,分别模拟测试了常态环境与电场环境下纯离子液体与离子液体基铁磁流体摩擦因数的变化,同时利用白光干涉仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对比分析了磨损形貌。结果 在常态环境下,Fe3O4纳米颗粒的“滚珠减摩效应”显著提高了离子液体在常态环境中的润滑效果。随着纳米Fe3O4颗粒质量分数的增加,磨痕逐渐变得光滑平整,剥落和磨粒聚集现象也逐渐消失,尤其是当质量分数为30%时,试样磨痕内部仅有较浅的犁沟和轻微的划痕,此时的摩擦因数也展现出了极低的水平,约为0.04,远低于纯离子液体润滑时的0.085。同时纳米颗粒的“电致沉积效应”增强了离子液体在电场环境中的电控增摩响应能力,当电流强度达到20 A时,对于质量分数为30%的离子液体基铁磁流体,摩擦因数瞬时提高了近1倍,增幅达到了0.039,是相同条件下纯离子液体摩擦因数增长幅度的4倍。结论 将合成改性后的Fe3O4纳米颗粒分散添加到离子液体中,成功制备了离子液体基铁磁流体,并且通过调控纳米颗粒含量,显著提高了离子液体的润滑性能和电控增摩响应能力。     

考虑分界面的黏性泥石流下游演进数学模型研究

基于分界面理论,以泥石流屈服深度对应的面为分界面,将黏性泥石流分为理想流体和Bingham流体,建立了模拟黏性泥石流演进过程的数学模型和相应计算方法。该模型基于泥石流的运动特征,注重不同层间泥石流流速的差异,并可合理反映泥石流运动速度对其演进形态的影响机制;同时,全面考虑了黏性泥石流在演进过程中所呈现的"舌状体"和"龙头"由上向下翻落现象,因此可更准确描述黏性泥石流在演进过程中的运动状态。采用3组模型试验结果对建立的数学模型与计算方法进行了验证,结果表明:模型计算得出的泥石流泛滥范围和最大堆积厚度与模型试验结果误差在±5%以内,验证了模型的合理性。     

建筑雪工程学研究方法综述

建筑雪工程学系指综合物理学、地球环境学、灾害学等交叉学科,从专业角度对建筑（群）及其周围环境冬季受降雪影响进行预测及研究,以抵御由雪灾诱发建筑物倒塌事故的一门学科。从该学科中主要的三种研究方法,即实地观测、试验研究以及数值模拟为切入点对三者的发展进行梳理与深入剖析。对于实地观测,总结了国外规范中考虑风致雪漂移和热力融雪等影响因素的研究历程与相应理论模型的建立,并指出今后我国实测工作应以对足尺建筑屋面积雪特性及其演变机理为重心;通过对近年来试验研究工作的概括总结,梳理了现今试验研究的四种手段,并明确了对应试验手段相似准则的建立与参数的选取,同时指出今后在我国建立专业风雪试验的必要性;通过对CFD数值模拟方法研究进展的回顾,总结了目前数值模拟已取得的成果与存在的不足,为考虑因素全面的新数值模拟方法的发展指明方向。     

Characterizing the effects of fines on the liquefaction resistance of silty sands

Recent earthquakes in New Zealand and Japan indicate that evaluating the liquefaction potential of silty sands remains an area of difficulty and uncertainty in geotechnical engineering. This paper presents a comprehensive experimental study along with analysis and interpretation in the framework of critical state soil mechanics, with the aim to address the complicated effects of fines. Two series of sand-silt mixtures, formed by mixing two different base sands with the same type of non-plastic silt, were tested under a range of packing density, confining pressure and silt content, and a unified correlation was established between the cyclic resistance and the state parameter that collectively accounts for the effect of packing density and confining pressure. The proposed correlation is independent of packing density, confining pressure, fines content and base sand, and allows prediction of the cyclic resistance of silty sands under different states. Furthermore, the mechanism of the fines-content induced reduction of cyclic resistance and the mechanism of the base-sand effect observed from the tests are elaborated in the sound theoretical context. The present study suggests that the critical state soil mechanics is a rational and appealing framework for liquefaction analysis of both clean and silty sands.     

一种新型无游梁抽油机的设计与分析

鉴于传统游梁式抽油机在结构和工作原理上有诸多限制,提出了一种新型无游梁式抽油机的创新设计方案。根据经典力学平衡原理,采用变力矩配重机构来完成对减速器输出扭矩辅助做功,并结合具有良好弯曲性能的扁钢丝绳作为抽油机牵拉绳索,利用桁架结构保证抽油机长期稳定运转,由带传动和齿轮减速器完成对电机的第一级和第二级的减速工作,用空间来换取效率,以降低电机的平均功率,从而实现节能减排的目的。