平面线弹性问题的等几何形状优化方法

介绍具有等几何分析功能的GeoPDEs平台的数据结构和分析流程,针对二维平面形状优化问题,以控制顶点为设计变量,在推导出等几何分析的灵敏度计算公式后,提出基于GeoPDEs平台的灵敏度分析的高效实现方法,并采用移动渐近线法(Method of Moving Asymptotes,MMA)算法进行等几何形状优化.形状优化实例表明该方法收敛速度快,优化结果较理想.     

基于HTCC工艺的瓦斯传感器设计与制备

本文针对传统丸珠状瓦斯传感器一致性差、成品率低以及MEMS瓦斯传感器催化剂负载率低等问题,基于HTCC工艺制备了一种平板式瓦斯传感器,提高了催化剂的负载率以及解决了传感器批量化制备及成品率低的问题。并通过在颗粒氧化铝载体中掺杂碳纳米管,提高了载体的催化剂负载率和热导率,使传感器获得更高的灵敏度和响应速度。为高灵敏度瓦斯传感器批量化制备提供了一种参考,具有较好的应用前景。     

天然褐铁矿对偶氮染料橙黄Ⅰ降解脱色的研究

以天然褐铁矿为光催化剂,以橙黄Ⅰ为目标降解物,借助氙灯光源模拟太阳光,考察降解体系初始p H、天然褐铁矿用量、光照强度、反应时间等对天然褐铁矿光催化降解橙黄Ⅰ的影响。正交实验结果表明,在天然褐铁矿光催化橙黄Ⅰ降解体系初始p H为2.0,天然褐铁矿用量为0.20 g,反应时间为2 h时,其对橙黄Ⅰ降解脱色率为98%,属于一级动力学反应。     

基于负压梯度翼型栅格翼设计与水中数值分析

为改善栅格翼的水动力性能,基于流动不分离理论设计了负压梯度翼型,并将其运用于栅格翼的设计; 数值模拟研究了该翼型与NACA0015翼型在一定的空化数和攻角条件下的升阻及压力分布特性; 探究了3种叶片间距的负压梯度翼型栅格翼在不同攻角下的升阻、压力及空泡几何形状。结果表明,含攻角时,该翼型对应的临界空化数要比NACA0015的小,但二者升阻系数基本一致; 小攻角情况下,栅格翼叶片数量增加时升力会趋于一常值,但阻力会不断增加; 大攻角情况下,叶片数量的增加会导致升力和阻力均明显增加。对于同一叶片间距的栅格翼,攻角越大,栅格翼叶片由上至下空泡的长度和厚度减小的速率越大。对于不同叶片间距的栅格翼,叶片数量越大,各个叶片的压力干扰越剧烈,压差阻力越大,导致升阻比降低。同时,剧烈的压力干扰会导致栅格翼的空泡长度增加。因此,在满足水动力特性要求时,基于该文翼型设计负压梯度翼型栅格翼应尽量减少叶片数量。     

喷气协助航行体入水空泡流动特性实验研究

为研究向前喷气协助航行体入水通气空泡多相流动特性,开展了喷气协助航行体入水实验。分析了入水过程中射流穿透水面开口空泡的形成及发展,探讨了不同喷气量、入水角度对空泡形态、射流长度等的影响。实验结果表明:在开口空泡形成过程中,自由液面存在不同区域(扰动区、过渡区及空泡形成区)的转变,这些区域的形成与航行体位置有关; 在航行体穿越气液界面之后,射流形成的空泡壁面由于黏性剪切流动存在显著的K-H失稳,且小喷气系数下存在空泡湮灭现象。在穿透液面过程中,空泡直径和射流长度均呈减小趋势; 开口空泡深度、空泡直径和射流长度随喷气系数呈线性增长,但受入水角度的影响有限。     

利用反射地震资料和多尺度训练集的深度学习速度建模

随着地震勘探数据量的逐渐增大,常规地震速度建模方法在稳定性、精度和计算效率等方面均面临挑战。为此,提出一种利用反射地震资料和多尺度训练集的深度学习速度建模的方法,即将反射波形数据和速度谱联合作为全卷积神经网络的输入,并在网络中引入Dropout层提高泛化能力,结合多尺度训练集,实现从地震数据到速度模型的映射。为了测试该方法在不同地质构造条件下的效果和适用性,分别应用层状模型、孤立异常体模型和BP盐丘模型进行数值实验。实验结果表明,联合使用地震反射波形和速度谱作为深度学习特征数据集时,速度建模准确性优于仅采用地震反射波形或速度谱作为特征数据集的结果,并克服了单独使用反射波形导致建模不稳定和单独使用速度谱建模精度不足的缺陷;使用多尺度速度模型构建训练集的速度建模结果在异常体边界的准确性优于采用单尺度模型训练集;深度神经网络只需经过一次训练,就可以快速地对与训练集中速度结构相似的地下构造进行速度建模,比常规方法具有更高的计算效率。在构建大量速度模型时,该方法具有很好的推广价值。     

基于SPML和海绵边界的伪谱法弹性波模拟复合吸收边界条件

弹性波数值模拟中分裂格式的完全匹配层吸收边界(SPML)难以吸收与边界接近平行传播的地震波,并会产生数值噪声,降低了地震波模拟的精度。针对此问题,提出了复合吸收边界条件,将SPML边界条件与海绵吸收边界条件组合成边界的内外层,实现了对与边界接近平行传播地震波的有效吸收。针对数值噪声沿边界传播的特点,对复合边界中的海绵边界吸收系数进行了改进,提高了海绵边界对平行于边界方向传播的地震波的衰减能力,进一步提高了对入射至边界处地震波的吸收效果。数值测试结果显示,不论对简单速度模型还是复杂速度模型,复合吸收边界对地震波的吸收效果优于常规SPML边界的吸收效果,且不会产生明显的数值噪声。     

外圆磨床尾座顶尖径向精密调整结构

针对外圆柱体磨削,锥度微量调整的问题,介绍一种用于数控外圆磨床的尾座结构及工作原理。通过特殊机械结构,实现了尾座顶尖中心线的径向精密调整,保证了加工工件的圆柱度。     

中性红褪色光度法测定小麦粉中痕量溴酸钾

采用中性红褪色光度法对测定小麦粉中痕量溴酸钾进行研究。考察各种因素如酸度、中性红的用量、反应时间和温度等对测定的影响。结果表明:最优化的试验条件为最大吸收波长537 nm[摩尔吸光系数ε=7.81×105 L/(mol.cm)],盐酸浓度0.8 mol/L,中性红用量1.0 mL,70℃水浴条件下加热3 min。在优化的试验条件下,溴酸钾在0～0.1μg/mL之间存在线性关系,线性方程为△A=-0.166 7C+0.194 2(C:μg/mL,相关系数0.995 3),检出限为3.96×10-2μg/mL,将该方法用于小麦粉中溴酸钾的测定,样品加标回收率在93%～100%。     

催化气体传感器低功耗检测设计

本文针对现有催化传感器功耗高、稳定性差等问题,提出一种低功耗检测方法。该方法仅采用单个催化元件,无需进行配对,即可达到黑白元件组合效果,大大提高传感器成品率。通过搭建检测系统,确定该方法的检测灵敏度约为恒压检测法两倍,功耗仅为恒压检测法一半,且传感器具有较好长时间稳定性。与传统恒压检测法对比,本设计提出的低功耗检测方法灵敏度更高,输出稳定性更好,且具有更低的功耗,对于煤矿井下应用具有巨大的发展前景。