X射线干涉光刻光束线关键光学元件热-结构耦合分析

为了保证上海光源X射线干涉光刻光束线的稳定性,减小热变形对实验结果的影响,对X射线干涉光刻光束线的3个关键光学元件——偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝进行热-结构耦合分析。首先,计算偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝所承载的功率密度;然后,建立其有限元模型;最后,获得光学元件的温度场和热变形的结果。结果表明,偏转镜和聚焦镜采用间接水冷方式可有效抑制热变形,冷却后的最大面形误差分别为7.2μrad和9.2μrad。精密四刀狭缝未冷却时,刀片组件温度介于271.56~273.27℃,刀口热变形为0.19 mm,直线导轨热变形为0.08 mm;经过铜辫子冷却后,刀片组件温度降至22.24~23.94℃,刀口热变形降至0.2μm,直线导轨热变形降至0.1μm;采用影像法和接触探头法测试后,刀口直线度、平行度和重复精度均满足技术要求。偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝的热变形通过间接水冷和铜辫子的冷却方式可以得到很大程度的抑制,进而保证光斑质量。     

KJS-Y系列矿用水动力降尘器的改进设计

针对当前KJS-Y系列降尘器效率低的问题,通过调整叶轮轴向间隙与径向间隙参数,分别对不同安装参数的降尘器进行数值模拟,通过数值模拟分析特定截面压力分布情况,确定了叶轮最佳安装参数,大大提高了降尘器的工作效率,同时降低了设计成本。     

Experimental and numerical study on compressive performance of perforated brick masonry after fire exposure

This paper discusses the compressive performance of perforated brick masonry after fire exposure. Compressive strength tests of the mortar, clay perforated brick, and perforated brick masonry specimens were performed in accordance with ISO834 fire tests of different durations. The temperature distribution of the masonry materials and specimens was simulated using the finite element software ABAQUS, with the thermal parameters of masonry materials recommended by European standard Eurocode 6 and related literature. The compressive strength reduction factors of mortar and clay perforated brick exposed to different fire durations were calculated via the layered method suggested by European standard Eurocode 1. In addition, the compressive strength reduction factors after cooldown were obtained from the experimental data of the masonry materials, and by considering further reductions in the compressive strength after cooling from high temperatures. Experimental data of the masonry specimens were compared with the numerical results obtained using the reduction factors proposed in this work. The comparison revealed an overall acceptable approximation. Thus, the method presented in this paper can be used to evaluate the residual capacity of masonry structures after fire.     

古建筑木结构透榫节点力学模型研究

为研究古建筑木结构透榫节点的M-θ力学模型，在分析透榫节点构造特征与受力机理的基础上，建立其数值模型，用透榫节点的试验数据验证了该数值模型的正确性，并分析了节点缝隙、木材横纹弹性模量和大榫头长度对透榫节点受弯承载力的影响。根据受力分析结果，建立以弹性点、屈服点与极限点为特征点的三折线多参数M-θ力学模型，其结果与多数的试验结果基本吻合，并将该力学模型应用于木构架的受力分析。研究结果表明：透榫节点的滞回耗能能力强，节点的变形主要集中在榫头处。当榫头与卯口之间的缝隙增大时，节点的受弯承载力降低。随木材横纹弹性模量的提高和大榫头长度的增加，节点的受弯承载力有一定提高。文章建立的M-θ力学模型能较好反映透榫节点的受力过程，适用于木构架的受力分析，其荷载 位移骨架曲线与试验结果基本吻合。研究成果可为古建筑木结构的维修与保护提供参考。     

基于云概率密度分布估计的大坝监测数据分析

大坝运行监测易受自然环境和监测条件影响，存在时间和空间上的变异性，监测数据具有不确定性。以云理论的随机性和不确定性分析方法为基础，并与空间数据辐射思想相结合，建立了云滴概率密度分布估计模型，然后导出云概率密度分布函数，依据样本监测数据推求母体空间数据的分布特征，并设计了基于逆向云算法云变换的计算程序。分析陆浑水库1979~1999年测压管监测数据和位移变形数据的云概率密度分布特征和云数字特征，得出了20 a来大坝的数据分布特征和运行状态。监测数据分析结果表明，云概率密度分布估计不仅能有效合理地分析大坝的运行状态，而且能够依据云数字特征来判断监测状态和监测环境的异常变化。      

离心泵并联运行工况点的数值求解

建立了求解多台不同型号离心泵并联运行工况点的数学模型,给出了用数值计算中的“二分法”求解该模型的方法,并附有用Exce l计算的实例。     

HEGF中CO井筒流动及扩散规律研究

目前,高能气体压裂广泛的应用于低渗透油气田,可以有效清除近井地带由于钻井、射孔和各种措施造成的污染和堵塞,达到油气井增产、注水井增注的目的。但最近一些低渗透油气田却出现了频繁的CO气体中毒事件,给油田及员工带来巨大的损失。针对这一现象,运用现场数据以及物理模拟和数学模拟方法首次通过对CO气体流动、扩散等的综合研究,建立了CO井筒流动及大气扩散模型。同时,也考察了井筒压力、气油比、风速、气体泄放速率、大气稳定度等主要因素对CO气体扩散的影响。通过现场实例计算,证实模型具有较高的准确性。此项工作的完成为建立监控系统提供基础技术依据,同时对合理、有效的开发油气田以及煤层气的开发将具有重要的实际意义。     

Efficient Low Dissipative High Order Schemes for Multiscale MHD Flows, II: Minimization of ∇·B Numerical Error

An adaptive numerical dissipation control in a class of high order filter methods for compressible MHD equations is systematically discussed. The filter schemes consist of a divergence-free preserving high order spatial base scheme with a filter approach which can be divergence-free preserving depending on the type of filter operator being used, the method of applying the filter step, and the type of flow problem to be considered. Some of these filter variants provide a natural and efficient way for the minimization of the divergence of the magnetic field (∇·B) numerical error in the sense that commonly used divergence cleaning is not required. Numerical experiments presented emphasize the performance of the ∇·B numerical error. Many levels of grid refinement and detailed comparison of the filter methods with several commonly used compressible MHD shock-capturing schemes will be illustratedA condensed version appears in the Proceedings of the International Conference on High Performance Scientific Computing, March 10-14, 2003, Hanoi, Vietnam. This is a revised version of a longer internal report, Feb. 19, 2004. The longer internal report was published as a RIACS Technical Report TR03.10, July 2003, NASA Ames Research Center     

PDC钻头水力结构优化设计研究

在PDC钻头工作过程中，钻井液对钻头体表面的冲洗、冷却和润滑是保证钻头正常工作的一个非常重要的条件。对PDC钻头而言，水力结构（主要是中心水眼和冠部水道）设计的重要性尤其突出。以前,对钻头水力系统研究只能通过实验的方法进行,研究周期长、成本高、结构调整不方便，而数值模拟的方法在几年前还不成熟，甚至静态的复杂结构流场问题基本无法解决。为此，在提出PDC钻头水力结构优化设计原则的基础上，对PDC钻头的三维流场进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的喷嘴布置位置、直径、数量以及切削齿对流场的影响。计算结果表明，原设计在喷嘴布置位置和喷射角度上存在不足，以此为基础进行了水力结构的优化设计。文中的研究成果成功地应用在新型钻头水力结构的设计中，研究方法为PDC钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。