某大口径火炮发射弹丸启动压力研究

火炮发射时火药燃气压力将弹丸挤入炮膛,适当的挤进阻力能够减小初速或然误差、提高弹道一致性,是复杂的力学与火药燃烧耦合的过程。经典内弹道理论提出了启动压力假设,当火药燃气平均压力高于启动压力时弹丸开始运动,该假设导致启动压力物理含义不清楚、数值难以确定。本文以弹丸挤进过程和经典内弹道假设为基础,建立了弹底压力冲量与弹丸直线运动动量之间的数学关系,提出了弹底压力的冲量、截尾冲量与虚拟弹丸动量的关系。由于弹丸运动方程的积分形式更能反映出启动压力所具有的冲量物理意义,由此提出了一种确定弹丸启动压力的计算方法。以某大口径线膛火炮发射某榴弹为例,建立了弹丸挤进过程仿真模型,使用光滑粒子流体动力学法对某装药条件下弹带挤进过程进行了模拟,得到了挤进阻力和弹丸运动位移、速度等参数,采用本文提出的数值方法计算了等齐膛线和渐速膛线时弹丸启动压力。在以最大挤进阻力为特征点时,不同膛线形式对启动压力的数值有一定的影响,等齐膛线工况时的启动压力较渐速膛线时的启动压力略大。     

空化热效应对上游泵送机械密封润滑性能的影响

机械密封端面空化现象是影响机械密封润滑性能的重要因素。采用计算流体动力学方法,基于Antoine公式,建立了考虑空化热效应的计算流体动力学模型,并与常用的仅考虑端面液膜粘温效应的模型进行对比,分析了空化热效应对密封性能的影响。结果表明：在低转速下,空化热效应的影响可以忽略,但在高转速下空化热效应使上游泵送机械密封的高压区形成能力减弱,泵送量降低,开启力降低;在高转速工作条件下分析密封失效机理时,除了考虑黏温效应之外,还要考虑空化热效应的影响;空化热效应使螺旋槽槽区局部温度比仅考虑黏温特性时稍高;考虑空化热效应时,动环端面空化发生程度最严重,由动环端面沿膜厚方向至静环槽底,空化区域越来越小,槽底空化区域最小,此规律与仅考虑黏温关系时相反。     

基于JFO空化和幂律模型的螺旋槽液膜密封流体动压特性

密封端面间润滑流体的非牛顿特性对密封的性能有重要影响。基于满足质量守恒的JFO空化边界条件及描述流体非牛顿特性的幂律模型,建立了考虑流体非牛顿特性的螺旋槽液膜密封数学模型。采用有限差分法对控制方程进行离散,通过SOR迭代方法对离散方程进行求解,得到了密封端面液膜压力分布。探讨了润滑流体的非牛顿特性对螺旋槽液膜密封的液膜承载能力、泄漏量、摩擦扭矩等性能参数及液膜中空化发生情况的影响规律。结果表明：随着幂律指数的增大,液膜承载能力先增大后减小,泄漏量和空化率增大,摩擦扭矩减小;幂律指数为0.96时,相对于牛顿流体,液膜承载能力提升约4.6%,密封端面空化率下降约98.6%,泄漏量下降约5.8%,摩擦扭矩增加约0.3%;随着操作参数的改变,不同幂律指数下的流体动压性能参数变化规律具有相似性;润滑流体的合理选择对液膜密封性能改善有重要意义。     

角管式热水锅炉辐射受热面水动力特性分析

文中给出了角管式热水锅炉侧墙水冷壁水动力计算方法,分析进入侧墙下集箱工持流量地水冷壁水动力特性的影响。     

文丘里管空化器内空泡动力学特性的数值模拟

研究了文丘里管空化发生器内空泡的成长、溃灭特性,根据基本的R-P空泡运动方程,考虑了液体粘性、表面张力和可压缩性等因素的影响,运用四阶Runge-Kutta法对空泡径向非线性运动方程进行求解,得到空泡径向演变过程以及溃灭压力的变化趋势.讨论了初始汽泡半径、入口压力和文丘里管的喉径比等因素对空泡演变过程的影响.结果表明,流体的可压缩性对空泡溃灭的影响最大;空化发生器结构参数以及操作参数均对空泡运动特性产生影响,从而影响空化强度.所得结果对空化流场中空化泡演变规律的研究以及水力空化发生器的设计具有指导意义.     

滇池草海水动力特性及牛栏江补水规模适宜性研究

滇池草海具有浅水型湖泊的水流特点,风是湖泊水流运动的主驱动力,出入湖水流运动影响相对较弱。为加快草海水体循环与交换,促进草海水质的持续性改善,在研究草海水动力特性的基础上,分析了牛栏江—草海补水的适宜规模。结果表明,牛栏江来水量与湖区水质具有显著的线性关系,当前湖区TP浓度主要受牛栏江来水的影响与控制,TN浓度受入湖水质影响明显。从草海水质改善需求和牛栏江—滇池补水工程综合效益发挥的角度,推荐牛栏江—草海补水工程的适宜规模为3.0m3/s。     

污泥分级分相厌氧反应器水力特性研究

污泥厌氧生物反应器的结构决定了反应器的流态,从而影响着可能达到的污泥处理效率.为了提高石化水厂剩余污泥的厌氧消化效率,对一种新型的污泥分级分相厌氧反应器的结构进行了优化设计.采用停留时间分布RTD(residence time distribution)的方法研究了反应器的降流区、升流区面积之比、溢流板高度和水力停留时间等参数和反应器水力特性之间的关系.结果表明,分级分相反应器的死区较小(7.51%),远低于传统单级厌氧生物反应器(50%~93%);该反应器流态处于平推流和完全混合之间;降流区、升流区面积之比最佳值为1:2,溢流板高度为450 mm时死区最小;在平均污泥浓度为25 gVSS?L?1的条件下,最佳水力停留时间为24 h.     

蛋白质水力学半径的测定及用于蛋白质变性过程的实时监控

采用纳米粒度分析仪Zetasizer Nano测定了牛血清白蛋白（BSA）的水力学半径,考察了pH、离子强度、表面活性剂等的影响,并用于BSA热变性和脲变性过程的实时跟踪。随pH增大,BSA水力学半径呈“U”形变化趋势;酸性条件下,分子膨胀,随着盐浓度升高,BSA分子先小幅减小后显著增大;中性pH范围,离子强度对蛋白质分子尺寸影响很小,蛋白质性质相对稳定。离子型表面活性剂在蛋白质表面吸附,从而影响BSA水力学半径。通过水力学半径的测量实时跟踪蛋白质变性过程的分子变化,发现增加热变性中离子强度可加快变性速率,SDS加入增大了BSA变性温度Tm。脲在促使BSA分子扩张的同时,对链伸展有抑制作用;在DTT存在下,BSA的水力学半径随着时间变化逐渐增大。结果表明,简便的水力学半径测量可以用于蛋白质大小的表征,并可实时跟踪蛋白变性过程的分子尺度变化。     

海平面上升对上海市大陆片防洪除涝的影响分析

为评估海平面上升对上海市大陆片区防洪除涝造成的影响,构建了上海市大陆片联片联动一维河网水动力模型,模拟分析了上海市海平面上升前、海平面上升10、16cm三种情况下的各水利分区除涝面平均最高水位、防洪除涝局部最高水位、除涝最高水位等。结果发现,随着海平面上升,蕰南片、浦东片、浦南东片、浦南西片和太南片面平均最高水位明显呈上升趋势,当海平面上升10、16cm时,蕰南片面平均除涝最高水位上升近5.9、9.3cm;对蕰南片、浦东片、浦南东片、浦南西片和太南片五个水利片局部最高水位的影响较大,各局部水位最高点水位变幅为4~10cm;对黄浦江防汛高水位的影响也十分明显,当海平面上升10、16cm时,黄浦江除涝最高水位将增高7.7、12.3cm。     

模糊层次分析法在液力缓速器制动性能综合评价中应用

液力缓速器的制动性能对重型车辆的安全性和经济性至关重要,但目前尚缺乏对液力缓速制动性能的客观和科学的综合评价。针对这一现状,通过分析国家标准、市场需求和技术性能约束等诸多影响因素,构建了液力缓速器制动性能评价指标的层次模型,采用模糊层次分析法确定各个层次的评价指标权重,在专家经验知识的基础上采用模糊判定矩阵,对3种型号液力缓速器制动性能进行综合评价试验,确定各型液力缓速器相应的评价指标值,并将其与已确定的权重系数相结合,得到评价对象的综合评价值。实例表明:采用模糊层次分析法对液力缓速器系列产品进行制动性能综合评价合理可行,能够为其后续液力缓速器结构优化设计及控制参数优选提供决策依据。