激光入射角影响焊接熔池匙孔瞬态行为数值模拟

在激光焊接中,激光入射角直接影响着熔池匙孔瞬态行为,而仅采用工艺试验方法难以探索其规律。利用数值模拟技术模拟激光入射角分别为30°、0°、-30°的焊接过程,研究激光入射角对熔池匙孔瞬态行为的影响。同时通过激光焊接试验对仿真结果进行验证,数值仿真的焊缝横截面形貌与试验结果吻合较好,表明仿真结果能够反映激光焊接过程。分析不同激光入射角下温度场、熔池内流场、匙孔后壁反冲压力、匙孔深度和匙孔后壁静压力的变化。结果表明,激光入射角的正负影响熔池内部流动的快慢;激光入射角为正时,有利于抑制飞溅形成,而激光入射角为负时,则促进飞溅生成;激光入射角的正负明显影响匙孔的稳定性,当激光入射角为负时,匙孔稳定性降低,坍塌频率增加,产生气泡的概率提高。使用合适的激光正入射角有利于提高激光焊接质量。     

激光-MIG复合焊中激光与电弧前后位置对焊缝成形的影响

为了便于激光束焊接高反射率的铝合金,研究了激光-MIG复合焊方法中激光与电弧前后位置对焊缝成形的影响。激光入射角度在电弧和激光束前后相对位置不同情况下,分别对应不同的焊缝成形机制会对焊缝的表面和内部成形产生比较大的影响,激光束在前电弧在后,焊缝上表面成形均匀饱满;而电弧在前激光束在后,焊缝表面会出现倾斜沟槽。通过对焊缝不同位置进行EDX和微观硬度分析可以明显发现两种情况下Mg元素含量从焊缝上表面到底部依次增加,但硬度分布略有差别:激光在前电弧在后焊缝上部的硬度小于底部,而电弧在前激光在后焊缝上部的硬度大于焊缝的底部。对铝合金施焊之后的焊缝表面及其两侧会有一层黑色物质,通过EDX分析可以确定为铝、镁的氧化物。     

小F数红外双波段无热化折衍摄远物镜设计

为进一步研究入射角度的增大对衍射光学元件（diffractive optical element, DOE）衍射效率及微结构高度等参数的影响,分析了入射角度和周期宽度对带宽积分平均衍射效率的影响。基于扩展标量衍射理论,建立了DOE的微结构高度与入射角度和周期宽度的数学模型,提出了工作在一定入射角度范围内,基于复合带宽积分平均衍射效率（comprehensive polychromatic integral diffraction efficiency, CPIDE）最大化实现设计波长和微结构高度等结构参数的优化设计方法。以工作在红外波段的DOE为例进行分析。结果表明：当相对周期宽度为20,入射角度范围为0°~40°时,该DOE的CPIDE为94.15%,微结构高度为1.3396 μm。该设计方法可以实现广角DOE的优化设计。     

地震波斜入射下考虑局部地形影响和土结动力相互作用的多跨桥动力响应分析

不规则地形条件下斜入射地震波场求解难度较大,以往的方法在计算精度和适用范围方面仍有不足。该文结合解析推导和有限元模拟,提出了一种基于波场分离技术的不规则地形条件下地震波输入方法,将地震P波和SV波在不同边界下进行波场分离：垂直入射时在侧面边界上分离为自由波场和散射波场,底部边界上分离为入射波场和边界外行场;斜入射时将输入侧对面的边界改为分离成入射波场和边界外行场;并充分考虑局部地形条件的影响,还基于改进的波动方法以便捷地输入节点力。同时对比了多组不同地震入射角度下规则场地和不规则场地的振动反应。结果表明：该方法在多类地形条件下计算精度与效率均较高,适用范围广且易于推广至复杂场地条件,并发现地震波入射角度和局部场地条件对地表位移响应影响较大。该研究可为不规则地形条件下的振动响应分析提供有效的手段。     

基于对称天线相位干涉仪的入射角估计及跟踪

针对现有相位干涉仪角度估计算法在近场条件下性能不佳的问题,该文提出一种远近场均性能良好的改进的导向矢量匹配算法。该算法采用对称结构天线接收来波信号,利用近场条件下对称位置天线的到达相位差中距离相关项对消的特性设计新的代价函数。代价函数最大值位置对应的入射角即为目标信号的入射角估计。在此基础上,利用相关函数的梯度正比于角度误差的特性设计角跟踪环路。作为一种局部极值估计算法,角跟踪环路相比其它全局最大值估计算法具有更好的相位噪声鲁棒性。仿真实验验证了该算法在不同相位噪声以及远近场条件下的优良性能。     

大气环境中不同温度下30CrMnSiA钢吸收率的点测量

为了获取大气环境中30CrMnSiA碳钢材料在不同温度时的吸收率,在积分球绝对测量法的基础上,采用加热激光(波长为1064nm)和探测激光(波长为1319nm)同时作用在材料表面的方法,得到了探测激光入射角度为0°和30°时,30CrMnSiA碳钢从室温到熔点这一温度范围内吸收率变化曲线,变化过程分为4个阶段,变化范围从室温环境的0.4左右到熔化状态的0.9左右。结果表明,温度是影响30CrMnSiA钢材料吸收率的重要因素,激光入射角度对吸收率无影响。     

海上风电换流站温排水三维数值模拟

在海洋风电换流平台中,冷却水的排放会给海洋环境的速度场和温度场造成很大的影响,并直接影响海洋生物的生存。通过建立海洋平台冷却水排放三维模型,利用FLUENT中的标准k-?湍流模型计算速度场和温度场,探讨了环境流速、热射流流速、热射流入射角等因素对温度场的影响规律。研究结果表明：随着温水排放流速的增加,存在一个最佳温排水的速度(称为拐点速度),使排水对环境影响最小(对应最小面积)；随着环境流速的增大,拐点速度增大；随着热射流入射角的增大,拐点速度增大,最小面积减小。研究结果为海上风电平台温水排放系统的设计提供理论指导。     

线性菲涅耳集热器的光学效率分析

虽然线性菲涅耳集热器效率比其他集热器效率低,但是其成本却更低,所以受到越来越多的关注。影响线性菲涅耳集热器效率的因素较多,诸如反射镜的光学效率、接收器的光学效率、接受器的热损失、入射角损失、接收器的端部损失和遮阴等,其中光学效率是一个重要的影响因素。本文针对一个安装在昆明地区的小型线性菲涅耳集热器展开了模拟和实验研究。通过和同类型模拟结果对比得出影响此次实验光学效率偏低的一些因素,同时提出相应措施对实验装置进行改进以达到提升其效率的目的。     

SCR催化剂的磨损试验与数值模拟研究

高灰型布置的SCR脱硝系统其催化剂运行环境恶劣,烟气流速、飞灰颗粒及其粒径大小等客观因素对催化剂均会造成磨损。为研究烟气流速、飞灰粒径、飞灰质量浓度以及烟气入射角等对催化剂磨损造成的影响,采用日趋成熟的CFD数值模拟软件对不同工况时的SCR脱硝催化剂磨损情况进行研究,并且通过自建的冷态试验台进行了验证。研究结果表明,脱硝催化剂的磨损与上述4种影响因素均有很大关系,其中飞灰质量浓度、烟气入射角的变化对催化剂的磨损率影响较大,因此在实际运行中应增设导流板,避免因入射角和飞灰质量浓度的不均匀性导致催化剂磨损,另外还应选择合理的烟气流速以减小磨损,保证SCR系统的安全稳定运行。