基于CFD的两栖车辆阻力计算与预报研究

为了评价两栖车辆的水上性能,基于流体力学及船舶力学的相关知识,采用求解Navier-Stokes方程的数值计算方法,结合k-ε模型,对某两栖车辆在不同航行速度条件下进行了黏性流场数值模拟,获得了摩擦阻力、剩余阻力和实车阻力系数,从而算出其总阻力,并将计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性。     

水下航行体发射管内流场的数值模拟研究

由于水下航行体发射管内的流场非常复杂又不宜于测量,因而很难得到航行体发射过程中的流场分布情况。文中的主要目的是数值模拟水下航行体在发射管内的运动规律和压力分布。通过工程计算的方法得到了水下航行体在发射管内的运动曲线,在此基础上利用Ansys软件的Flotran模块动网格技术对发射管内流场进行了实时仿真,得到了航行体表面的压力分布。     

流道布置对风冷燃料电池性能影响的研究

风冷燃料电池在无人机上应用具有较大的优势,但其仍然面临着性能低、水热管理复杂等问题。采用数值模拟研究了阴阳极流道顺流、逆流以及交叉流布置方式对风冷燃料电池性能的影响,讨论了各物理量之间的耦合机制。研究发现阴极流道布置对风冷燃料电池关键物理量分布影响显著,受水含量分布不均影响,交叉流布置催化层中电流密度呈现孤立点状分布,相较于顺流流道布置与逆流流道布置,交叉流流道布置具有较好的热管理特性,能够显著提高膜电极中水含量,继而提升风冷燃料电池性能,在0.6 V操作电压下,交叉流流道布置电流密度相比较顺流流道设计提升了约20%,此外研究还发现,环境相对湿度的降低会显著降低风冷燃料电池性能。     

具有紧急关断功能的开关型电液执行器的研制

介绍民用机场油库具有ESD功能的开关型电液执行器的国内外发展状况,以国内某新建机场油库研发、使用电液联动阀为例,给出了技术方案、关键技术,通过理论分析、结构计算和试验验证,认为设计方案合理可行,能够满足设计指标和现场工况的使用要求。     

剪切稀化流体中微粒子聚集行为研究

在化工过程、生物工程等领域中,实现颗粒分离至关重要。通过整合微流控技术、高速显微图像采集技术和数字图像处理技术,探究微粒尺寸、通道流量和液相流变特性对微粒聚集的影响规律。结果表明,在剪切稀化流体羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液中,随着通道流量和颗粒粒径增大,微颗粒聚集位置逐渐向剪切速率较高的一侧偏移;随着CMC质量分数增加,聚集位置不断向剪切速率较低的一侧偏移。利用求解的幂律型剪切稀化流体速度和剪切速率方程,结合对微颗粒的受力分析,证明稠度系数越大,聚集位置越偏向剪切速率较低处;剪切稀化特性越强,聚集位置越偏向剪切速率较高处,说明在幂律型剪切稀化流体中的黏度变化是微颗粒发生特殊迁移聚集行为的一个重要原因。     

孔分布对多孔孔板流场和噪声的影响

目前多孔孔板普遍采用均匀布孔结构,广泛用于管路限流降压以及减振降噪,为了进一步提高流动稳定性以及降低流噪声,在保持等效开孔直径不变的前提下,设计了具有不同孔间距、孔数和孔径的非均匀孔分布多孔孔板模型。基于数值计算结果,详细比较了含不同孔板模型管路流场中的速度、压力、回流特性、射流会聚和流动发展等流动特征。采用声学模型计算了孔板的噪声,在中心线以及垂直于流动方向的截面上设置监测点,对比了其频谱特性和总声压级。结果表明,与均匀多孔分布的常规孔板相比,孔间距等差递减、孔板边缘的孔数增多、以及孔径在满足不减少孔数的条件下增大,均能在不影响降压能力的情况下提高流动稳定性和降低板后噪声,且其噪声值分别最大改善了5.62, 6.10和7.00 dB。     

利用磁光力混合系统实现可调谐微波-光波转换

中国科学技术大学郭光灿院士团队在磁光力混合系统研究方面取得新进展。该团队的董春华教授研究组将光力微腔与磁振子微腔直接接触,证明该混合系统支持磁子-声子-光子的相干耦合,进而实现了可调谐的微波-光波转换。该研究成果日前发表于《物理评论快报》。     

镀锡板中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制

镀锡板具有广泛的应用及良好的发展前景,但由于其中大尺寸钙铝酸盐夹杂物的存在,易造成镀锡板钢出现点状缺陷,在后续加工过程表现为冲压开裂.为研究这一现象,利用扫描电镜和能谱仪等检测手段,对某公司的镀锡板缺陷样中夹杂物进行形貌和成分分析,结果表明,镀锡板中大尺寸钙铝酸盐夹杂物是造成产品质量缺陷的主要原因.通过分析缺陷发生率与连铸坯位置的关系,发现缺陷主要发生在交接坯与尾坯上.通过优化钢包顶渣改质工艺和优化中包流场,制定了一套钙铝酸盐夹杂物的控制技术,基本消除了镀锡板的钙铝酸盐夹杂.     

加热功率对感应加热中间包影响的数值模拟

通道式感应加热是实现中间包低过热度浇铸有效方法之一,针对国内某钢厂单流通道式感应加热中间包,建立三维非稳态数学模型,研究通道加热功率对中间包内流场、温度场及夹杂物去除的影响规律。结果表明, 当中间包未受感应加热或加热功率超过800 kW时,钢水流动特性均较差;当通道加热功率为300、600或700 kW时,钢液流动特性良好。当中间包无感应加热时,浇铸区出现明显的温度分层现象;当加热功率为500~700 kW时,浇铸区温度分布均匀且基本消除了其右上方及右下方区域的温度分层。当加热功率在400~700 kW时,夹杂物去除率呈上升趋势;但当加热功率超过700 kW后,夹杂物去除效果变差,700 kW为最佳去夹杂加热功率。