多孔仿生射流表面减阻特性数值模拟

利用RNGk-ε湍流模型对流体在多孔仿生射流表面上的流动特性进行了数值模拟。结果表明:减阻率和流速比呈线性关系,流速比越大减阻效果越好,最大减阻率为59.02%;单孔射流表面中心线上的摩擦阻力系数先减小后增大,局部减阻率最大为111.8%;射流孔越多,减阻效果越好。探讨了仿生射流表面减阻机理:射流通过改变其表面附近的流场结构,使得边界层黏性底层的厚度增加,垂直于壁面的法向速度梯度减小,达到了显著的减阻效果;同时产生稳定的流向涡结构,并在壁面处形成小的二次涡,抑制了流体间的动量交换,减小了摩擦阻力。     

冲击机械性能微机测控系统设计

针对冲击机械冲击随动系统实际工况下测试的干扰因素多、测控过程复杂且多参数同步测试的特点,采用并行测试设计,研究了基于微机控制的辅助测控系统,从系统的硬件和软件两方面着手解决了在工业现场环境下,冲击机械多参数同步采集与数据处理等动态测试问题.测试结果表明:系统的高精度、高可靠性及稳定性等完全满足冲击机械冲击性能的测控要求.     

pH冲击对磁性微氧活性污泥理化特性的影响

研究了pH冲击对处理低负荷葡萄糖废水的磁性微氧活性污泥理化特性的影响。在pH=6.0和9.0的条件下对添加磁粉和无磁粉反应器微氧活性污泥进行15d的冲击,而后调整pH=7.5进行5d的恢复实验。对pH冲击下污泥理化指标SVI(污泥指数)、MLSS(污泥浓度)以及絮凝性能的变化情况进行考察,结果表明有磁粉反应器的各项指标均优于无磁粉反应器。经过5d的恢复实验,添加磁粉反应器污泥的理化指标均能恢复到接近初始值,而无磁粉反应器性能难以恢复到接近初始值。     

木屑生物质活性炭脱除气体SO2的实验研究

以木屑作为制备生物质活性炭的原料,对比研究未改性、采用氨水和NaOH活化对SO2吸附性能的影响,以探讨木屑生物制活性炭对SO2吸附的可行性。研究结果表明随着吸附时间的增加,未活化的、氨水活化以及NaOH活化的木屑炭对SO2的吸附量都增加;活化后的木屑炭吸附SO2的性能比未活化的木屑炭要好;NaOH活化的木屑炭比氨水活化的木屑炭吸附SO2能力强,NaOH比氨水的活化效果更好。采用生物质活性炭来吸附烧结烟气中的SO2是可行的。     

纵向冲击下弹簧连接的压电层合杆波动分析

为保证压电振子在复杂的环境下能进行安全工作,需对压电振子受纵向冲击时的波动问题进行研究.建立了末端连接有弹簧的压电层合杆受刚性球纵向冲击时的模型,考虑力电耦合作用,得到了压电层合杆的纵向波动方程,用拉氏变换的方法并通过引用拉盖尔函数对方程进行了求解,得到了杆内位移和电势的解析解.讨论了拉氏逆变换时所用求解方法的优越性,以及电势波的传播特性和电势的分布规律;分析了压电层和弹性层的厚度比对波速的影响,以及应变波沿杆传播的特性.结果表明:引用函数的方法优于传统方法对波动方程的求解;应变波沿杆的传播特性使波前处应变发生突变,后逐渐恢复.     

直流煤粉射流着火稳定性指数研究

基于炉膛内煤粉射流微元段,分析煤粉射流卷吸、挥发分与焦炭燃烧以及辐射传热引起的质量与热量变化,建立煤粉射流中氧质量浓度变化、煤焦颗粒直径变化、煤粉颗粒温度变化及一次风射流温度变化微分方程。在此基础上,提出煤粉射流着火稳定性指标的定量计算方法,对于在实际运行中预测与诊断燃烧状态、优化燃烧、预防熄火具有重要意义。     

含噪声多变量混沌时间序列的最大Lyapunov指数计算

在小数据量法的基础上,采用非线性最小二乘法估算含噪声多变量混沌时间序列的最大Lyapunov指数(λ1).首先介绍了小数据量法求解λ1的原理,然后给出了非线性最小二乘法估算λ1的算法原理和具体实现步骤,最后将该方法分别用于Rossler耦合混沌系统和多组冲击地压监测时间序列的λ1求解.Rossler耦合系统结果表明该方法能明显提高有限长且含有噪声的多变量混沌时间序列的λ1的估算精度.冲击地压数据的结果表明这些数据均具有混沌特性,可进行8~15 d的预测,这为冲击地压的短期预测提供了有力的支撑.     

考虑基于变分模态分解的冲击载荷截止因数影响的管系响应

针对海上浮式装置力学分析中选用不同截止频率阈值得到重构的冲击载荷对结构响应结果有较大影响的问题,采用变分模态分解(Variable Mode Decomposition, VMD)方法得到冲击载荷各本征模态函数、对应频谱的特征频率和最大加速度幅值。选取不同的截止因数,重构得到不同的冲击载荷。数值仿真结果表明：当截止因数为0.01时,重构的冲击载荷动力学响应与原始冲击载荷动力学响应基本保持一致;在保证足够的安全裕度的前提下,当截止因数选0.20时,可获得更低的截止频率。     

杂质气体对二氧化碳在废弃气藏咸水层埋存的影响

废弃气藏是埋存二氧化碳的理想场所,但气藏中的杂质气体会影响二氧化碳在水中的溶解过程。针对此问题,建立了考虑逸度-活度的热力学模型,准确捕捉杂质气体-二氧化碳-咸水混合体系的热力学特征。在此基础上,采用基于算子的线性化数值方法,高效准确求解质量守恒方程,研究不同混合物对二氧化碳在咸水中扩散-对流的影响。以荷兰西佩尔尼斯气藏为例,分析并评价了废弃气藏二氧化碳埋存的可行性及潜力。研究结果表明,二氧化碳在咸水中的溶解度随压力的升高而增加,随温度及矿化度的升高而降低,相同压力下,25 ℃下的溶解度约为90 ℃下的2倍。不同杂质气体对二氧化碳溶解能力的影响不同,甲烷对二氧化碳溶解度降低程度最大,降低幅度约为12%。二维模拟结果表明,杂质气体会降低二氧化碳羽流指进的速度,延长对流触发的时间,5%的甲烷-二氧化碳混合体系对流触发时间是纯二氧化碳的2.5倍,但杂质气体对总的溶解量影响不大。西佩尔尼斯气藏模拟结果表明,废弃气藏开展二氧化碳埋存潜力巨大;短时间内,二氧化碳主要以游离气及束缚气形式存在,溶解气量较少。关井30 a后,游离气占74.2%,残余气占19.1%,溶解气仅占6.7%。     

基于雪崩面阵的气体绝缘放电光脉冲检测技术及传感性能研究

局部放电光测法是一种抗干扰能力较强的检测方法,具有极高的检测置信度,但由于局部放电光辐射强度较低,而传统单光子计数器件体积大、驱动电压高、寿命短,导致局部放电光学探测大多应用于放电实验研究。为解决光测法在电力设备局部放电检测中的实际应用问题,搭建了光电联合局部放电模拟实验系统,对空气和SF6气体中局部放电检测的信噪比、线性度、灵敏度、脉冲分辨率以及脉冲恢复时间等性能进行了对比验证和理论分析,论证了基于微型雪崩二极管面阵局部放电光学检测技术的优势。结果表明,传感器信噪比主要受外施偏压的影响,通过优化外施偏压其能够检测得到比脉冲电流出现更早的光脉冲信号;在2种气体中光脉冲信号幅值与视在放电量具有近似线性关系,并受放电类型和气体氛围的影响;传感器获得的脉冲统计特性与光电倍增管及脉冲电流法结果均具有较高一致性,并表现出比光电倍增管更优的抗电磁干扰能力。