等离子喷涂枪喷嘴不同水冷方式的数值分析

为了分析等离子喷涂枪喷嘴水冷却系统的冷却效果,减少喷嘴的烧损现象,利用FLUENT数值模拟软件,基于计算流体动力学和数值传热学的方法,采用压力耦合方程组的半隐式算法(即SIMPLE算法),在保持喷嘴水冷却系统结构不变的情况下,设计了第1种水冷方式;通过调换进、出水道位置形成第2种水冷方式;在此基础上,理论设计了另外2种水冷方式,着重建模分析了喷嘴壁面温度场和其不同水冷方式下的速度场.通过比较得出了较合理的水冷方式,减少或消除了冷却死水区域,达到进一步冷却喷嘴的目的,同时分析了后2种方式应用于实际的可行性.分析结果表明,采用数值模拟技术能够比较准确地模拟喷嘴水冷却系统的有关特性,可进一步优化设计喷嘴水冷却系统.     

引入成交量变化率的马柯维茨均值方差模型

对马柯维茨的均值方差理论进行了推广,进一步细化原模型中的风险。把成交量变化率的方差也视为一种风险,在收益率的方差中加入成交量变化率的方差,构成一种两者线性组合的新证券组合风险。讨论在给定一定收益率和成交量变化率的条件下使得新风险最小的优化求值问题。把原模型中没有无风险证券时的前沿证券曲线从双曲线（抛物线）推广到双叶双曲面（抛物面）,把含有无风险证券时的前沿证券曲线从直线推广到圆锥面,还得到了一系列相应结论。同时对股票投资最优组合选择问题进行实证检验。     

基于VTK的虚拟心脏切面交互式可视化方法

为解决传统医学影像技术方向性单一的问题,满足临床医学从不同方位从整体或切面等多角度对器官组织进行观察分析的需求,提出了心脏核磁共振成像(MRI)数据的体可视化和任意角度切面的可视化方法.基于可视化工具包VTK,在VC6.0开发环境中,运用光线投射算法设计并实现了MRI羊心脏切片数据的三维体绘制,横断、冠状、矢状位置的标准切片、切面以及任意角度、任意位置切面的绘制技术.通过简单的鼠标操作就可以实时的对切面进行移动、旋转、缩放等交互操作.实验结果表明:该方法有助于医生从多个方位观察整体器官组织和切面形态.在疾病预防、医疗诊断、手术方案制定以及术后评价中具有较大的实用价值.     

纸浆漂白过程流中非过程铁元素的表征

以新制铁和陈化铁模拟纸浆漂白过程流中的非过程铁元素,研究了非过程铁元素存在颗粒的粒径大小和分布、表面形态和物象组成.研究发现,新制铁胶体颗粒以纳米级存在(210～250 nm),并随体系pH值增加而增加,其密度和体积分布呈双峰分布.70 ℃水浴加热1 h后,新制铁胶体颗粒粒径明显增加,pH 13时达到1 620 nm.陈化铁颗粒粒径较大,高达10 μm.IR、XRD、SEM-EDS分析表明,以新制铁形式的非过程铁胶体颗粒没有结晶成分存在,其宏观分子式为Fe29.1O17.2(OH)52.9;以陈化铁形式存在的非过程铁胶体颗粒主要以Fe2O3晶体存在,其宏观分子式为Fe34.7O38.8(OH)26.5.     

基于GPU Raycasting算法的矢量/栅格混合绘制研究*

Raycasting体绘制算法由于成像质量高而被广泛应用于体数据的可视化,但当线、面表达的矢量数据和三维栅格表达的体数据同时绘制到同一场景时,由于绘制方法的差异会造成矢量和栅格数据空间遮挡关系不一致。在GPU实现Raycasting算法的基础上,通过矢量和栅格数据先后绘制,采用FBO离屏绘制等技术将矢量数据绘制到深度缓存纹理并在体绘制采样和融合中统一考虑矢栅颜色融合。实验结果表明,该算法在矢量数据非透明模式下能正确处理矢量栅格数据的混合绘制。     

Viscous liquid sloshing damping in cylindrical container using a volume of fluid method

Liquid sloshing is a kind of very complicated free surface flow and exists widely in many fields. In order to calculate liquid sloshing damping precisely a volume of fluid method based on finite volume scheme is used to simulate free surface flows in partly filled cylindrical containers. A numerical method is presented to simulate the movement of the free surface flow, in which a piecewise linear interface construction scheme and an unsplit Lagrangian advection scheme instead of Eulerian advection scheme are used. The damping performance of liquid sloshing in cylindrical containers under fundamental sloshing mode is investigated. There are four factors determining the surface-wave damping: free surface, boundary-layer, interior fluid and contact line. In order to study different contributions from these four factors to whole damping, several examples are simulated. No-slip and slip wall boundary conditions on both side wall and bottom wall of the cylindrical containers are studied to compare with the published results obtained by solving Stokes equations. In the present method the first three main factors can be considered. The simulation results show that the boundary-layer damping contribution increases while the interior fluid damping contribution decreases with increase of Reynolds number. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10532010)     

Numerical study on the restriction speed of train passing curved rail in cross wind

The results of numerical investigations of aerodynamic forces and moment coefficients of flow passing a simplified train geometry under different wind speeds are summarized. To compute numerically the different coefficients, the three-dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, combined with the k-ε turbulence model, were solved using finite volume technique. The pres-sure-velocity fields were coupled using the SIMPLE algorithm. At each iteration the pressure correction was obtained by sol...     

基于有限体积法的G4-73型离心风机三维流场数值模拟

基于有限体积法,利用Fluent软件对G4-73型离心风机内部流场进行了全三维数值模拟。结果表明:蜗壳内的低能流体区沿轴向朝流动方向推进;叶轮内的静压和动压在叶片吸力面靠近叶轮进口处最低,叶轮流道中动压等值线呈"凸"型分布,在叶片压力面靠近叶轮出口处静压和动压达到最大值,且叶轮出口相对总压损失集中在吸力面和前盘侧。     

变风量空调系统恒温解耦控制优化

在室内恒温控制问题的研究中,变风量空调系统的房间送风量、冷冻水流量和风机转速三个输入变量与房间温度、送风温度和静压三个输出变量之间存在着不同程度的耦合关系,每个房间的温度控制会受到不同程度的干扰,严重时会影响到整个系统的稳定性.为解决上述问题,根据变风量空调系统的房间、表冷器、风机等各个子系统模型,通过寻找一个合适的开环传递函数矩阵,实现对系统的解耦控制,通过使解耦矩阵的对角元素为1,得到简化的解耦矩阵.比通常利用对角化方法和状态反馈矩阵方法直接求得的解耦矩阵要简单.运行空调实验结果表明控制回路之间干扰不明显,解耦控制效果良好.     

基于物理的波浪实时模拟方法

为解决广域范围内波浪状态的实时计算和可视化问题,结合无粘滞流体力学的物理模型,提出了一种以三角形为控制单元的有限体积简化算法。该算法的优点在于：以不规则边界区域的非规则三角网格为基础,通过简化通量向量分裂方法获得三角形控制单元的边界数值通量,能快速逼近二维浅水方程的解进而模拟非规则边界浅水的实时流动。实验结果显示,所提方法能在符合现实世界物理规律的前提下较好地实现大规模波浪的实时可视化模拟。