Fully Developed Turbulence of Power-Law Fluids in Circular Pipe Based on Large Eddy Simulation

幂律流体圆管湍流的大涡模拟

王淑彦^1,2, 李淼¹, 王树青³, 李好婷¹, 陈羽佳¹, 马一玫¹, 孙启冀¹

（1.东北石油大学 石油工程学院, 黑龙江 大庆 163318;

2.提高采收率教育部重点实验室（东北石油大学）, 黑龙江 大庆 163318;

3.中国石油大庆油田股份有限公司第四采油厂, 黑龙江 大庆 163511）

摘 要：本文采用动态亚格子模型,对幂律流体在圆管内的充分发展湍流流动进行了大涡模拟（LES）,得到了不同幂律指数下的湍流流动信息。文中分析了平均轴向速度、脉动速度均方根和雷诺应力等随着幂律指数增加的变化趋势,得出随着幂律指数的增加对数区的平均轴向速度减小,脉动速度均方根和雷诺应力的值增大,模拟结果表明剪切稀化流体比剪切稠化流体的非牛顿特征更明显。同时对湍流流动的高阶统计量（偏斜因子和平坦因子）进行了分析,结果表明随着幂律指数的减小,轴向脉动的偏斜因子和平坦因子在近壁面区增大,随着幂律指数的减小轴向脉动的间歇性和非对称性更强。不同幂律指数下的湍流流动变化明显,进一步说明了幂律指数对幂律流体的湍流流动有重要影响。模拟结果与直接数值模拟结果吻合较好,证实了大涡模拟可以用来预测较大雷诺数情况下幂律流体流动的湍流特性。

关键词：大涡模拟;幂律流体;充分发展湍流

     

再结晶法制备高纯超细Al2O3粉的研究

本文介绍了用一种再结晶技术制造高炖、超细Al_2O_3粉体的新方法。 将硫酸铝铵溶液(AA)滴入碳酸氢铵溶液(AHC),经过反应合成一种新的含铝化合物,碳酸氢铝铵(AACH),然后在高温下煅烧,生成超细Al_2O_3粉体。另外还采用了X射线,红外光谱,DTA,以及TEM等手段,研究了反应温度、浓度、PH值和老化条件等对生成物AACH和Al_2O_3的影响。     

基于灰度化权值调整的水下彩色图像分割

针对传统自适应阈值法在水下图像分割过程中存在目标与背景粘连等问题,提出一种基于灰度化权值调整的水下彩色图像分割方法。区别于传统阈值分割方法中灰度化权值固定且研究如何确定合适阈值的思路,研究灰度化权值调整方法。本文方法利用统计得到的图像灰度信息来确定不同通道内目标与背景间灰度级差异性的大小,提高差异性较大通道的比例,以增强灰度化后图像中目标与背景的对比度,同时减小差异性较小通道的比例,以降低其对灰度化结果的干扰,对灰度化后的图像进行阈值分割得到最终分割结果。针对水下作业的时序列图像,设计了两步序列图像处理方式来降低耗时。通过4组水下对比实验以及耗时实验对方法的有效性进行了验证。     

工科专业课课程思政建设方案:以《电力系统分析》课程为例

把立德树人作为教学中心环节已成为我国高等教育事业新趋势,如何在工科专业课程中润物无声地融入思政元素是一个需要探讨的问题。为了培养德才兼备的复合性人才,高校必须尽快建立适用于工科专业课程的思政建设方案。该文分析工科专业涉及到的科学、技术、工程的国界属性,充分挖掘基于工科专业课程的培养模式与思政元素,构建工科专业人才培养的课程思政教学体系。文章分析传道受业解惑三者在课程中的辩证关系,针对六项课程思政培养目标,将工科专业课解构为5个典型教学环节,在这个课程思政教学框架下,提出十类课程思政在专业课中的融入策略,以期为我国工科专业的人才全方位培养提供参考。并以电气工程专业的核心专业课《电力系统分析》为例,探讨所提出的工科专业课程思政建设方案的有效性和可行性。     

Development,integration, and field evaluation of an autonomous citrus-harvesting robot

Citrus harvesting is a labor-intensive and time-intensive task. As the global population continues to age, labor costs are increasing dramatically. Therefore, the citrus-harvesting robot has attracted considerable attention from the business and academic communities. However, robotic harvesting in unstructured and natural citrus orchards remains a challenge. This study aims to address some challenges faced in commercializing citrus-harvesting robots. We present a fully integrated, autonomous, and innovative solution for citrus-harvesting robots to overcome the harvesting difficulties derived from the natural growth characteristics of citrus. This solution uses a fused simultaneous localization and mapping algorithm based on multiple sensors to perform high-precision localization and navigation for the robot in the field orchard. Besides, a novel visual method for estimating fruit poses is proposed to cope with the randomization of citrus growth orientations. Further, a new end-effector is designed to improve the success and conformity rate of citrus stem cutting. Finally, a fully autonomous harvesting robot system has been developed and integrated. Field evaluations showed that the robot could harvest citrus continuously with an overall success rate of 87.2% and an average picking time of 10.9 s/fruit. These efforts provide a solid foundation for the future commercialization of citrus-harvesting robots.     

各国架空导线设计风荷载计算对比分析

对比现行国内外架空导线风荷载设计规范,结合具体算例分析了各国规范间的差异。相对于其他国家规范,我国规范风荷载设计值偏小,这主要是风振系数的差异造成的;在部分工况下,我国规范风振系数的计算值小于1,这意味着总的风荷载低于平均风荷载。     

结合特征扰动与分配策略的集成辅助多目标优化算法

代理模型利用近似预测代替算法对多目标优化问题的真实评价,大幅减少了算法寻优所需的真实适应度评估次数。为提高代理模型在求解高维问题时的准确性并降低计算开销,提出一种基于特征扰动与分配策略的集成辅助多目标优化算法。将径向基函数网络代理模型与支持向量机回归代理模型作为集成过程中的基模型,降低算法在高维问题上的计算开销。结合特征扰动与基于记忆的影响因子分配策略构建集成代理模型,提高集成准确性。使用集成预测值与不确定信息加权辅助管理集成代理模型,平衡全局搜索与局部探索,增强算法在目标空间中的寻优能力。实验结果表明,该算法在ZDT1~ZDT3和ZDT6测试问题上所得解集的分布性与收敛性相比经典算法更好,并且当决策变量维数增加时,使用集成代理模型相比于Kriging代理模型约减少了90%的适应度评估次数,同时可获得更准确的预测结果。     

基于JDBC和ODBC的网络数据库开发

研究了ＯＤＢＣ和ＪＤＢＣ的技术支持和应用方法,提出了利用Ｊａｖａ语言的体系结构无关性和动态性设计Ｂｒｏｗｓｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ模式系统,实现跨平台、兼容多种数据库的网络信息系统开发思想。     

基于模型预测前馈-反馈控制的斗轮机上煤系统的优化

利用电厂悬臂式斗轮机循环往复式回转取煤过程中存在重复性的特点,记录前一回转周期取煤过程中的瞬时流量、悬臂回转速度和回转角度等数据,作为当前回转周期取煤时的煤层模型预测依据并进行前馈控制,以克服大迟延环节的影响;同时针对煤层模型预测不能准确预知当前取煤过程中突发的扰动,引入反馈系统进行控制,以解决煤层塌方等引起超载的问题.多次现场运行数据分析的结果表明,与原来的上煤系统相比,采用本方法的上煤流量更均匀,上煤效率更高.     

Optimum Design of Welded Steel Plate Girder Bridges Using a Genetic Algorithm with Elitism

The genetic algorithm (GA) is a general optimization technique that has some unique features that are especially suitable for structural engineering problems. This work uses a simple GA with elitism to find the optimum design of welded steel plate girder bridges. The objectives are to minimize the weight and the cost of the girders. Two types of plate-girder bridges are studied: a single-span bridge and a two-equal-span continuous bridge. Bridges with various span lengths, in increments of 20?ft, are investigated; results are tabulated, parametric studies are made, and meaningful conclusions are drawn.