- 何雅玲;高凡;陶于兵;刘迎文;
建立了适用于基本型、小孔型和双向进气型等脉管制冷机整机模拟的一维和二维混合计算模型,采用Darcy-Brinkman-Forchheimer模型和局部非热平衡模型描述回热器内部的流动与换热,并给出了一维与二维计算区域连接界面的速度和温度等重要参数的传递法则.开发了基于1-2混合计算模型的脉管制冷机整机数值模拟程序,对3种脉管制冷机主要部件的流场和温度场特性进行了详细分析,直观地刻画了脉管制冷机内的工作过程以及复杂流动和换热现象,例如"速度转向"、"速度环效应"、"温度环效应"和DC流等.结果表明,双向进气阀的引入形成了脉管制冷机的闭合回路,带来了DC流现象,文中运行参数下的DC流占总流量的4.66%.
2009年03期 v.43 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K] [下载次数：401 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 何雅玲;高凡;陶于兵;刘迎文;
建立了适用于基本型、小孔型和双向进气型等脉管制冷机整机模拟的一维和二维混合计算模型,采用Darcy-Brinkman-Forchheimer模型和局部非热平衡模型描述回热器内部的流动与换热,并给出了一维与二维计算区域连接界面的速度和温度等重要参数的传递法则.开发了基于1-2混合计算模型的脉管制冷机整机数值模拟程序,对3种脉管制冷机主要部件的流场和温度场特性进行了详细分析,直观地刻画了脉管制冷机内的工作过程以及复杂流动和换热现象,例如"速度转向"、"速度环效应"、"温度环效应"和DC流等.结果表明,双向进气阀的引入形成了脉管制冷机的闭合回路,带来了DC流现象,文中运行参数下的DC流占总流量的4.66%.
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实验研究了竖直矩形窄通道内空气自然对流换热特性.实验段间隙为1.0、1.8和2.5 mm,实验段宽为60 mm,高为800 mm,高与间隙之比为320~800,宽与间隙之比为24~60.实验在环境温度和压力下进行,在实验段宽边两侧对称均匀布置电加热棒间接加热,平均壁面热流密度为100~1500 W/m2.实验结果表明:由于实验段进出口端部效应的影响,壁面最高温度出现在流道出口上游,而不是出口处;壁面热流密度呈现端部偏高、中部趋于平坦的趋势.换热特性分析表明,本实验结果要比文献中公式预测的结果偏高,并且在0.141~16.8的Rayleigh数范围内,3个实验段的换热可以很好地用关系式Nu=0.263Ra0.308拟合.
2009年03期 v.43 10-13+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 165K] [下载次数：578 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 卢庆;叶忠昊;秋穗正;苏光辉;
实验研究了竖直矩形窄通道内空气自然对流换热特性.实验段间隙为1.0、1.8和2.5 mm,实验段宽为60 mm,高为800 mm,高与间隙之比为320~800,宽与间隙之比为24~60.实验在环境温度和压力下进行,在实验段宽边两侧对称均匀布置电加热棒间接加热,平均壁面热流密度为100~1500 W/m2.实验结果表明:由于实验段进出口端部效应的影响,壁面最高温度出现在流道出口上游,而不是出口处;壁面热流密度呈现端部偏高、中部趋于平坦的趋势.换热特性分析表明,本实验结果要比文献中公式预测的结果偏高,并且在0.141~16.8的Rayleigh数范围内,3个实验段的换热可以很好地用关系式Nu=0.263Ra0.308拟合.
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在低阶模型的基础上开发了一种求解对流换热反问题的算法,并采用最佳正交分解方法分别建立了直接问题、敏感度问题和伴随问题的低阶模型,反问题求解采用了共轭梯度法.算例为一圆管内流动充分发展、换热初始段时,反求圆管壁面外未知热流密度的反问题.分别研究了测量位置、测量误差对算法性能的影响,结果表明通过将测量位置移向未知热流可以显著地提高解的精度和算法的稳定性,同时共轭梯度法可以显著地减小测量误差对结果的影响.所开发的算法可以在非常短的时间内得到较准确的解,基于CFD模型的反问题算法迭代一步需要6.5 s,而文中算法迭代一步仅需要0.078 s,与基于CFD模型的反问题算法相比,速度提高了80倍.
2009年03期 v.43 14-16+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K] [下载次数：354 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 丁鹏;陶文铨;
在低阶模型的基础上开发了一种求解对流换热反问题的算法,并采用最佳正交分解方法分别建立了直接问题、敏感度问题和伴随问题的低阶模型,反问题求解采用了共轭梯度法.算例为一圆管内流动充分发展、换热初始段时,反求圆管壁面外未知热流密度的反问题.分别研究了测量位置、测量误差对算法性能的影响,结果表明通过将测量位置移向未知热流可以显著地提高解的精度和算法的稳定性,同时共轭梯度法可以显著地减小测量误差对结果的影响.所开发的算法可以在非常短的时间内得到较准确的解,基于CFD模型的反问题算法迭代一步需要6.5 s,而文中算法迭代一步仅需要0.078 s,与基于CFD模型的反问题算法相比,速度提高了80倍.
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为了提高发动机的冷却效率、降低高温零件的热负荷、实现整机的热量合理分配与利用,针对冷却水套优化设计中存在的冷却液三维流动与传热问题,以直列4缸发动机为研究对象,利用流固耦合的方法确定冷却水套壁面的传热边界条件,采用计算流体动力学软件AVL-FIRE对发动机冷却系统进行三维数值模拟,并对冷却水套内冷却液的流场分布、温度分布、壁面换热系数、各缸冷却均匀性和压力损失进行了分析.在此基础上,为了实现发动机冷却水套三维流场形态的可视化,构建了与实际冷却水套三维尺寸成1∶1的水套试验件模型,结合其结构特点讨论了试验件的制备方案,并对模拟工况下试验件的强度与管路系统的压力损失进行了验证计算,从而进一步为冷却水套的优化设计提供了理论与试验依据.
2009年03期 v.43 17-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K] [下载次数：845 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：0 ] - 李宝童;洪军;孙静;徐海波;邱志惠;潘世翼;
为了提高发动机的冷却效率、降低高温零件的热负荷、实现整机的热量合理分配与利用,针对冷却水套优化设计中存在的冷却液三维流动与传热问题,以直列4缸发动机为研究对象,利用流固耦合的方法确定冷却水套壁面的传热边界条件,采用计算流体动力学软件AVL-FIRE对发动机冷却系统进行三维数值模拟,并对冷却水套内冷却液的流场分布、温度分布、壁面换热系数、各缸冷却均匀性和压力损失进行了分析.在此基础上,为了实现发动机冷却水套三维流场形态的可视化,构建了与实际冷却水套三维尺寸成1∶1的水套试验件模型,结合其结构特点讨论了试验件的制备方案,并对模拟工况下试验件的强度与管路系统的压力损失进行了验证计算,从而进一步为冷却水套的优化设计提供了理论与试验依据.
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为了高效地评价不同的振动环境对于人体舒适性的影响,通过模拟驾驶环境实验,采集了人体在不同加速度振动下的表面肌电信号(SEMG),运用频域分析对其进行特征值提取,得到了局部肌电幅度的平均功率频率与加速度、频率、时间的关系.采用回归分析法,得出了肱二头肌、竖棘肌、股二头肌的局部肌电与振动参数的拟合函数,结合主观感受评分结果,提出了振动环境下基于SEMG的判定人体舒适性的客观评价方法.同时,参考主观感受和客观数据,通过归一化整合,为交通工具、工作环境等人-机界面设计及操作舒适度的评定提供了客观、有效的理论依据.
2009年03期 v.43 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K] [下载次数：693 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：36 ] |[阅读次数：0 ] - 李晓玲;张翔;张鄂;陆长德;
为了高效地评价不同的振动环境对于人体舒适性的影响,通过模拟驾驶环境实验,采集了人体在不同加速度振动下的表面肌电信号(SEMG),运用频域分析对其进行特征值提取,得到了局部肌电幅度的平均功率频率与加速度、频率、时间的关系.采用回归分析法,得出了肱二头肌、竖棘肌、股二头肌的局部肌电与振动参数的拟合函数,结合主观感受评分结果,提出了振动环境下基于SEMG的判定人体舒适性的客观评价方法.同时,参考主观感受和客观数据,通过归一化整合,为交通工具、工作环境等人-机界面设计及操作舒适度的评定提供了客观、有效的理论依据.
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以电子束直写光刻图形为模版,采用直流电沉积和数值模拟的方法,研究了镍纳米柱阵列图案化磁记录介质的制备工艺和模版电沉积过程中的沉积不均匀问题.研究结果表明,在加速电压、曝光电流确定的条件下,电子束直写光刻模版孔径由曝光时间决定,模版的孔径和孔距在10 nm量级精确可调.在纳米孔阵列模版中进行电沉积时,适当增大孔距,降低阴极电解电势,可以减小电沉积过程中相邻孔之间的相互干扰,提高电沉积的均匀性,从而为图案化磁记录介质的电沉积制备提供了一种新的方法.
2009年03期 v.43 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 345K] [下载次数：199 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 钞书哲;丁玉成;叶向东;李涤尘;
以电子束直写光刻图形为模版,采用直流电沉积和数值模拟的方法,研究了镍纳米柱阵列图案化磁记录介质的制备工艺和模版电沉积过程中的沉积不均匀问题.研究结果表明,在加速电压、曝光电流确定的条件下,电子束直写光刻模版孔径由曝光时间决定,模版的孔径和孔距在10 nm量级精确可调.在纳米孔阵列模版中进行电沉积时,适当增大孔距,降低阴极电解电势,可以减小电沉积过程中相邻孔之间的相互干扰,提高电沉积的均匀性,从而为图案化磁记录介质的电沉积制备提供了一种新的方法.
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鉴于活性蓄冷器作为室温磁制冷核心部件,建立了活性蓄冷器二维复杂多孔介质模型,采用分子场理论计算励(退)磁过程磁性工质温度及磁熵变化,考虑了非Darcy效应、驻留流体、两相热扩散效应、热流边界效应及流体物性非定常的影响.采用有限差分法对两相能量方程进行离散求解.通过计算结果与实验结果的比较对模型进行了验证,认为所建模型能有效反映蓄冷器运行规律并模拟其内部温度分布.数值模拟结果显示:磁场强度变化为2.18 T条件下蓄冷器内金属Gd在其居里点处的温度改变为1.85 K;蓄冷器内部温度梯度明显,微元循环存在显著复叠现象;热流边界效应会导致蓄冷器制冷性能下降,流量较大时物性参数对制冷性能影响较大;在壁面热流通量为5 W/m2的条件下,蓄冷器获得的最大制冷量为201.8 W,对应性能系数为4.79.
2009年03期 v.43 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 刘敏;俞炳丰;
鉴于活性蓄冷器作为室温磁制冷核心部件,建立了活性蓄冷器二维复杂多孔介质模型,采用分子场理论计算励(退)磁过程磁性工质温度及磁熵变化,考虑了非Darcy效应、驻留流体、两相热扩散效应、热流边界效应及流体物性非定常的影响.采用有限差分法对两相能量方程进行离散求解.通过计算结果与实验结果的比较对模型进行了验证,认为所建模型能有效反映蓄冷器运行规律并模拟其内部温度分布.数值模拟结果显示:磁场强度变化为2.18 T条件下蓄冷器内金属Gd在其居里点处的温度改变为1.85 K;蓄冷器内部温度梯度明显,微元循环存在显著复叠现象;热流边界效应会导致蓄冷器制冷性能下降,流量较大时物性参数对制冷性能影响较大;在壁面热流通量为5 W/m2的条件下,蓄冷器获得的最大制冷量为201.8 W,对应性能系数为4.79.
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提出了一种适用于溴化锂吸收式制冷系统的新型溶液热交换器——中空纤维膜溶液热交换器.该溶液热交换器不同于传统的间壁式溶液热交换器,在高温浓溶液和低温稀溶液进行热量传递的同时,存在水蒸气的质量传递,质量传递的方向取决于膜两侧的水蒸气压差.应用分布参数法对溶液热交换器建立了溶液流动的传热、传质数学模型,并对顺流和逆流布置的流动过程进行了比较.研究结果表明:当溶液热交换器逆流布置时,沿程温差均匀,热量传递稳定,水蒸气由高温侧向低温侧的持续传质作用不但进一步浓缩了浓溶液,而且稀释了稀溶液,因此减小了发生器的热负荷和吸收器的冷负荷.
2009年03期 v.43 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K] [下载次数：383 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 王赞社;冯诗愚;李云;顾兆林;
提出了一种适用于溴化锂吸收式制冷系统的新型溶液热交换器——中空纤维膜溶液热交换器.该溶液热交换器不同于传统的间壁式溶液热交换器,在高温浓溶液和低温稀溶液进行热量传递的同时,存在水蒸气的质量传递,质量传递的方向取决于膜两侧的水蒸气压差.应用分布参数法对溶液热交换器建立了溶液流动的传热、传质数学模型,并对顺流和逆流布置的流动过程进行了比较.研究结果表明:当溶液热交换器逆流布置时,沿程温差均匀,热量传递稳定,水蒸气由高温侧向低温侧的持续传质作用不但进一步浓缩了浓溶液,而且稀释了稀溶液,因此减小了发生器的热负荷和吸收器的冷负荷.
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分析了现有故障检测率RFD和故障隔离率RFI验证方法存在的问题,改用故障检测覆盖率RFDC和故障隔离覆盖率RFIC作为测试性指标参数,提出了测试性评估与验证的超几何分布法.基于故障检测(隔离)成功数的超几何分布,利用极大似然法思想研究了RFDC(RFIC)指标的点估计方法,利用贝叶斯公式研究了区间估计方法,并给出了测试性验证规则.仿真结果表明,与传统的二项分布法相比,对于样本总体确定情况下的测试性验证,超几何分布法的评估和验证结果更加准确,更加适应当前电子装备检测设备的特点,适用于测试性指标RFDC和RFIC的评估和验证.
2009年03期 v.43 42-45+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K] [下载次数：285 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 马彦恒;韩九强;李刚;
分析了现有故障检测率RFD和故障隔离率RFI验证方法存在的问题,改用故障检测覆盖率RFDC和故障隔离覆盖率RFIC作为测试性指标参数,提出了测试性评估与验证的超几何分布法.基于故障检测(隔离)成功数的超几何分布,利用极大似然法思想研究了RFDC(RFIC)指标的点估计方法,利用贝叶斯公式研究了区间估计方法,并给出了测试性验证规则.仿真结果表明,与传统的二项分布法相比,对于样本总体确定情况下的测试性验证,超几何分布法的评估和验证结果更加准确,更加适应当前电子装备检测设备的特点,适用于测试性指标RFDC和RFIC的评估和验证.
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通过吸收式制冷实验,对比研究了溴化锂对于氨水吸收式系统性能的影响,包括浓溶液发生过程气-液相平衡特性和系统性能系数的变化.测定了氨-水-溴化锂三元吸收式系统发生过程中的温度-压力关系,计算了系统的性能系数.温度范围从15℃到80℃,压力达1.5 MPa.实验采用了3组溶液:A(X(NH3)=48%),B(X(NH3)=51.8%,X(LiBr)=42%),C(X(NH3)=58.7%,X(LiBr)=42%).对比发现,溶液B、C的发生压力分别比相同氨含量的二元溶液下降了约21%和30%,且发生温度越高,发生压力降幅就越大.采用溶液A时系统的性能系数为0.242,而采用溶液B、C时性能系数分别为0.293和0.334,分别提高了17.2%和33.6%.因此,在氨水吸收式制冷机中加入溴化锂可以明显提高机组的性能系数.
2009年03期 v.43 46-49+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 139K] [下载次数：487 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：0 ] - 禹志强;吴铁晖;吴裕远;赵海臣;
通过吸收式制冷实验,对比研究了溴化锂对于氨水吸收式系统性能的影响,包括浓溶液发生过程气-液相平衡特性和系统性能系数的变化.测定了氨-水-溴化锂三元吸收式系统发生过程中的温度-压力关系,计算了系统的性能系数.温度范围从15℃到80℃,压力达1.5 MPa.实验采用了3组溶液:A(X(NH3)=48%),B(X(NH3)=51.8%,X(LiBr)=42%),C(X(NH3)=58.7%,X(LiBr)=42%).对比发现,溶液B、C的发生压力分别比相同氨含量的二元溶液下降了约21%和30%,且发生温度越高,发生压力降幅就越大.采用溶液A时系统的性能系数为0.242,而采用溶液B、C时性能系数分别为0.293和0.334,分别提高了17.2%和33.6%.因此,在氨水吸收式制冷机中加入溴化锂可以明显提高机组的性能系数.
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采用4阶龙格库塔法和10阶连分式欧拉法,数值计算、分析了分数阶阻尼Duffing系统的动力学特性.利用相图、Poincare截面映射图和分岔图等非线性动力学分析方法研究了阻尼的分数阶微积分阶数对Duffing系统动力学性能的影响,采用分岔图法研究了外部激励的幅值和频率变化时分数阶阻尼Duffing系统的动力学行为.分析表明,分数阶阻尼的阶数在0.1~2.0发生变化时,系统依次进入周期运动、混沌运动、周期运动、混沌运动和周期运动,并且在混沌运动区间中存在着周期运动窗口,由周期运动进入混沌运动的倍周期过程比较明显,结果证实了阻尼的分数阶微分阶数对系统的动力学特性影响比较大,因此在系统动力学设计和分析中应该重视.
2009年03期 v.43 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K] [下载次数：879 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：26 ] |[阅读次数：0 ] - 曹军义;谢航;蒋庄德;
采用4阶龙格库塔法和10阶连分式欧拉法,数值计算、分析了分数阶阻尼Duffing系统的动力学特性.利用相图、Poincare截面映射图和分岔图等非线性动力学分析方法研究了阻尼的分数阶微积分阶数对Duffing系统动力学性能的影响,采用分岔图法研究了外部激励的幅值和频率变化时分数阶阻尼Duffing系统的动力学行为.分析表明,分数阶阻尼的阶数在0.1~2.0发生变化时,系统依次进入周期运动、混沌运动、周期运动、混沌运动和周期运动,并且在混沌运动区间中存在着周期运动窗口,由周期运动进入混沌运动的倍周期过程比较明显,结果证实了阻尼的分数阶微分阶数对系统的动力学特性影响比较大,因此在系统动力学设计和分析中应该重视.
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为了实现大型飞机风洞模型动态视频变形测量,提出并实现了一种新的大幅面高精度的标定方法.该方法以张正友摄像机标定算法为基础,考虑到标定平面模板加工制造中的误差,采用了摄影测量中的光束平差算法来优化初始的标定结果.张正友标定算法只是考虑了镜头的二阶径向畸变,并在镜头畸变模型中加入了径向畸变、切向畸变和薄棱镜畸变的校正.实验表明,所提方法的相对误差小于1/5000,标定误差仅是张正友标定算法的27%,具有较高的测量精度.因此,该大测量幅面标定方法,不仅可以灵活地实现不同测量幅面的精确标定,而且还满足了风洞变形下的不同测量幅面的需求.
2009年03期 v.43 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 248K] [下载次数：724 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：36 ] |[阅读次数：0 ] - 梁晋;肖振中;唐正宗;刘建伟;
为了实现大型飞机风洞模型动态视频变形测量,提出并实现了一种新的大幅面高精度的标定方法.该方法以张正友摄像机标定算法为基础,考虑到标定平面模板加工制造中的误差,采用了摄影测量中的光束平差算法来优化初始的标定结果.张正友标定算法只是考虑了镜头的二阶径向畸变,并在镜头畸变模型中加入了径向畸变、切向畸变和薄棱镜畸变的校正.实验表明,所提方法的相对误差小于1/5000,标定误差仅是张正友标定算法的27%,具有较高的测量精度.因此,该大测量幅面标定方法,不仅可以灵活地实现不同测量幅面的精确标定,而且还满足了风洞变形下的不同测量幅面的需求.
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为了改善流体数值计算的准确性和软件应用的方便性,对基于边界CAD模型的网格生成算法进行了探究.在对TM法和魏文礼法进行改进的基础上,结合邻边界节点滑动法,提出了一种改进的TM-魏法.在对AutoCAD软件进行二次开发的基础上,编制了基于边界CAD模型的网格生成软件,采用该软件对TM法、魏文礼法和改进的TM-魏法进行了比较,结果表明,改进的TM-魏法生成的网格在边界处及内部正交性上优于TM法或魏文礼法,对流场的适应性较好,且人机交互操作简单、方便.
2009年03期 v.43 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 冯占荣;于建群;付宏;卢洪涛;
为了改善流体数值计算的准确性和软件应用的方便性,对基于边界CAD模型的网格生成算法进行了探究.在对TM法和魏文礼法进行改进的基础上,结合邻边界节点滑动法,提出了一种改进的TM-魏法.在对AutoCAD软件进行二次开发的基础上,编制了基于边界CAD模型的网格生成软件,采用该软件对TM法、魏文礼法和改进的TM-魏法进行了比较,结果表明,改进的TM-魏法生成的网格在边界处及内部正交性上优于TM法或魏文礼法,对流场的适应性较好,且人机交互操作简单、方便.
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介绍了一种开口薄壳体边界元方法,该方法的系数矩阵小于以前的方法,能够降低计算成本.将该方法应用在离心风机的噪声预测中并考虑了蜗壳对声波反射和散射的影响.首先利用RANS方程和标准k-ε模型求解离心风机内部的非定常流动,获得声源项信息,然后采用快速傅里叶变换将源项的时域信息转换为频域信息,最后采用开口薄壳体边界元方法预测风机的气动噪声.数值计算和实验测量结果表明,由于该方法考虑了蜗壳反射和散射的影响,对风机基频及其2次谐波的声压级具有较好的预测精度,但对高频声的预测结果仍不是很满意.
2009年03期 v.43 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K] [下载次数：746 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：0 ] - 毛义军;祁大同;刘晓良;汤宏涛;
介绍了一种开口薄壳体边界元方法,该方法的系数矩阵小于以前的方法,能够降低计算成本.将该方法应用在离心风机的噪声预测中并考虑了蜗壳对声波反射和散射的影响.首先利用RANS方程和标准k-ε模型求解离心风机内部的非定常流动,获得声源项信息,然后采用快速傅里叶变换将源项的时域信息转换为频域信息,最后采用开口薄壳体边界元方法预测风机的气动噪声.数值计算和实验测量结果表明,由于该方法考虑了蜗壳反射和散射的影响,对风机基频及其2次谐波的声压级具有较好的预测精度,但对高频声的预测结果仍不是很满意.
2009年03期 v.43 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K] [下载次数：746 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：0 ] - 韩和同;王群书;夏良斌;熊华;管兴胤;张子川;张侃;
针对强流脉冲γ射线探测,研制了厚入射窗结构真空康普顿探测器,并在60Co辐照装置上,准直孔径为40 mm的条件下,对2套样品探测器灵敏度进行了测量,得到了1.25 MeV的γ射线灵敏度,实验值分别为4.65×10-22C/MeV和4.59×10-22C/MeV.该实验值与蒙特卡罗程序MCNP的计算值(4.70×10-22C/MeV)相比,误差范围一致,在0.5~3.0 MeV能量区间,探测灵敏度的能量响应变化小于20%.实验证明:该探测器比薄窗结构真空康普顿探测器的灵敏度提高了60%,克服了薄窗探测器封装加工和静态真空保持的困难;保存使用期可达2年以上,达到了相对永久密封的目的,可应用于粒子注量率为1020cm-2.s-1以上的强流脉冲γ射线测量.
2009年03期 v.43 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K] [下载次数：94 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 韩和同;王群书;夏良斌;熊华;管兴胤;张子川;张侃;
针对强流脉冲γ射线探测,研制了厚入射窗结构真空康普顿探测器,并在60Co辐照装置上,准直孔径为40 mm的条件下,对2套样品探测器灵敏度进行了测量,得到了1.25 MeV的γ射线灵敏度,实验值分别为4.65×10-22C/MeV和4.59×10-22C/MeV.该实验值与蒙特卡罗程序MCNP的计算值(4.70×10-22C/MeV)相比,误差范围一致,在0.5~3.0 MeV能量区间,探测灵敏度的能量响应变化小于20%.实验证明:该探测器比薄窗结构真空康普顿探测器的灵敏度提高了60%,克服了薄窗探测器封装加工和静态真空保持的困难;保存使用期可达2年以上,达到了相对永久密封的目的,可应用于粒子注量率为1020cm-2.s-1以上的强流脉冲γ射线测量.
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为了正确确定特种产品定加速运输振动模拟试验的条件,利用概率论与数理统计的方法,在线性疲劳累积损伤假设的基础上,以相同的结构疲劳损伤作为加速模拟的等效准则,确定了特种产品加速模拟振动试验所要求的振动量值和试验时间.通过在不运输、跑车试验和加速模拟振动的对比试验证明,将提高振动量值、缩短试验时间的加速试验方法应用于特种产品加速运输模拟试验是切实可行的,它可以节约人力、物力和财力,提高试验效率,也可以作为特种产品或包装箱设计及考核的标准.
2009年03期 v.43 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 108K] [下载次数：345 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 姚国年;卫军胡;王丽娟;孙国基;
为了正确确定特种产品定加速运输振动模拟试验的条件,利用概率论与数理统计的方法,在线性疲劳累积损伤假设的基础上,以相同的结构疲劳损伤作为加速模拟的等效准则,确定了特种产品加速模拟振动试验所要求的振动量值和试验时间.通过在不运输、跑车试验和加速模拟振动的对比试验证明,将提高振动量值、缩短试验时间的加速试验方法应用于特种产品加速运输模拟试验是切实可行的,它可以节约人力、物力和财力,提高试验效率,也可以作为特种产品或包装箱设计及考核的标准.
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以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe3O4为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂,并讨论了制备条件对催化剂晶体形态及磁性能的影响.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR及VSM等对催化剂进行了表征,以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究.结果表明:磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂呈现顺磁性,具有较强的光催化活性和较高的回收率.在n(TiO2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)为12∶2∶1、煅烧时间为2.5 h、煅烧温度为400~450℃的条件下,制备的催化剂在酸性大红3R溶液初始浓度为100 mg/L、光催化反应降解时间为120 min、光催化剂用量为1.0 g/L时,酸怀大红3R的降解率可达到99.8%,在3次循环使用后酸性大红3R降解率仍保持在85%以上.在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离,回收率高达83%.
2009年03期 v.43 78-81+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K] [下载次数：580 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 赵景联;李厚宝;黄龙;
以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe3O4为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂,并讨论了制备条件对催化剂晶体形态及磁性能的影响.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR及VSM等对催化剂进行了表征,以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究.结果表明:磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂呈现顺磁性,具有较强的光催化活性和较高的回收率.在n(TiO2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)为12∶2∶1、煅烧时间为2.5 h、煅烧温度为400~450℃的条件下,制备的催化剂在酸性大红3R溶液初始浓度为100 mg/L、光催化反应降解时间为120 min、光催化剂用量为1.0 g/L时,酸怀大红3R的降解率可达到99.8%,在3次循环使用后酸性大红3R降解率仍保持在85%以上.在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离,回收率高达83%.
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在特定的远程氧等离子体灭菌条件下,通过接触角测定、质量损失率计算、微生物培养和体外凝血实验,考察了染菌载体医用聚四氟乙烯(PTFE)表面的物理、化学及医学使用性能在灭菌前、后发生的变化,并通过X射线光电子能谱进行了表面分析.结果表明:远程氧等离子体灭菌在载体PTFE膜表面引入了含氧极性基团并取代了F元素,从而使PTFE表面的亲水性在距放电中心0~40 cm范围内得到明显增强,且随距离的增加,表面受损程度得到了有效抑制;PTFE膜表面的生物相容性在灭菌后有较大幅度的增强,并在距放电中心40 cm处获得了最佳改善效果;亲水性是影响PTFE表面生物相容性好坏的关键因素,而与刻蚀度没有特定关系,只有当亲水性与刻蚀度达到最佳的平衡状态时,才能使生物相容性得到最大程度的改善.
2009年03期 v.43 82-86+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 576K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 刘红霞;陈杰瑢;
在特定的远程氧等离子体灭菌条件下,通过接触角测定、质量损失率计算、微生物培养和体外凝血实验,考察了染菌载体医用聚四氟乙烯(PTFE)表面的物理、化学及医学使用性能在灭菌前、后发生的变化,并通过X射线光电子能谱进行了表面分析.结果表明:远程氧等离子体灭菌在载体PTFE膜表面引入了含氧极性基团并取代了F元素,从而使PTFE表面的亲水性在距放电中心0~40 cm范围内得到明显增强,且随距离的增加,表面受损程度得到了有效抑制;PTFE膜表面的生物相容性在灭菌后有较大幅度的增强,并在距放电中心40 cm处获得了最佳改善效果;亲水性是影响PTFE表面生物相容性好坏的关键因素,而与刻蚀度没有特定关系,只有当亲水性与刻蚀度达到最佳的平衡状态时,才能使生物相容性得到最大程度的改善.
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采用不同尺度、不同铺设密度的二维正方形粗糙元,在环境风洞中对大气表面层进行了模拟.使用粒子图像速度场仪对所模拟的大气表面层风速廓线、湍流强度进行了测量.结果表明:当粗糙元的铺设长度达到实验段入口高度的12倍以上时,依靠自然形成法所模拟的对数风速廓线高度可达实验段高度的60%;空气动力学粗糙度Z0最高可达粗糙元尺度的0.4~0.5倍,且Z0随粗糙元铺设区到测量断面的距离呈指数变化;同一高度上湍流强度随粗糙元铺设间距的增加而减小,当廓线高度达到实验段高度的40%以上时,湍流强度不随粗糙元大小及铺设密度的变化而变化,其大小为12%~13%.实际应用中,在已知所需Z0和摩阻风速U*的情况下,可通过粗糙元尺度及铺设密度的不同组合获得满足要求的大气表面层,并确定实验模型区的位置和实验段的入口风速.
2009年03期 v.43 87-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K] [下载次数：204 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 王丽;王元;王大伟;
采用不同尺度、不同铺设密度的二维正方形粗糙元,在环境风洞中对大气表面层进行了模拟.使用粒子图像速度场仪对所模拟的大气表面层风速廓线、湍流强度进行了测量.结果表明:当粗糙元的铺设长度达到实验段入口高度的12倍以上时,依靠自然形成法所模拟的对数风速廓线高度可达实验段高度的60%;空气动力学粗糙度Z0最高可达粗糙元尺度的0.4~0.5倍,且Z0随粗糙元铺设区到测量断面的距离呈指数变化;同一高度上湍流强度随粗糙元铺设间距的增加而减小,当廓线高度达到实验段高度的40%以上时,湍流强度不随粗糙元大小及铺设密度的变化而变化,其大小为12%~13%.实际应用中,在已知所需Z0和摩阻风速U*的情况下,可通过粗糙元尺度及铺设密度的不同组合获得满足要求的大气表面层,并确定实验模型区的位置和实验段的入口风速.
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采用在蜗板外衬贴吸声材料,并在吸声材料与外层隔板之间设置空腔的方法对某前向离心风机进行了蜗壳吸声降噪的试验测量,分析了不同转速、不同的吸声材料厚度和空腔厚度对吸声蜗壳降噪效果的影响.此外,还进行了吸声蜗壳与倾斜蜗舌2种降噪措施的叠加降噪试验.试验结果表明:与原风机相比,在整个运行工况范围内,使用吸声蜗壳后,风机的气动性能都略有下降;增加吸声材料与空腔厚度有利于提高吸声蜗壳的降噪效果,但吸声材料厚度和空腔厚度过大时对降噪效果的提高并不明显;在流量较小的工况下,吸声蜗壳的降噪效果相对较好,同时使用吸声蜗壳与倾斜蜗舌2种降噪措施可以取得一定的叠加降噪效果.
2009年03期 v.43 92-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K] [下载次数：543 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：32 ] |[阅读次数：0 ] - 刘晓良;祁大同;刘天一;袁民建;
采用在蜗板外衬贴吸声材料,并在吸声材料与外层隔板之间设置空腔的方法对某前向离心风机进行了蜗壳吸声降噪的试验测量,分析了不同转速、不同的吸声材料厚度和空腔厚度对吸声蜗壳降噪效果的影响.此外,还进行了吸声蜗壳与倾斜蜗舌2种降噪措施的叠加降噪试验.试验结果表明:与原风机相比,在整个运行工况范围内,使用吸声蜗壳后,风机的气动性能都略有下降;增加吸声材料与空腔厚度有利于提高吸声蜗壳的降噪效果,但吸声材料厚度和空腔厚度过大时对降噪效果的提高并不明显;在流量较小的工况下,吸声蜗壳的降噪效果相对较好,同时使用吸声蜗壳与倾斜蜗舌2种降噪措施可以取得一定的叠加降噪效果.
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基于两种不同的射流孔宽度及宽广的射流参数范围,对扇形射流垂直入射至主流时进行了空气动力学试验研究.测量了不同射流参数下管内的轴向压力分布,并且对不同结构的射流槽的试验结果进行了比较.结果表明:射流出口为锐边时,压力峰值出现在射流下游的稀薄区域;射流出口为圆边时,压力峰值出现在射流入射区.最后,测量了垂直入射时的局部水力损失,发现在高流速比下,水力损失的试验结果明显低于理论计算值.
2009年03期 v.43 97-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 116K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 王海军;卜琳;罗毓珊;陈听宽;
基于两种不同的射流孔宽度及宽广的射流参数范围,对扇形射流垂直入射至主流时进行了空气动力学试验研究.测量了不同射流参数下管内的轴向压力分布,并且对不同结构的射流槽的试验结果进行了比较.结果表明:射流出口为锐边时,压力峰值出现在射流下游的稀薄区域;射流出口为圆边时,压力峰值出现在射流入射区.最后,测量了垂直入射时的局部水力损失,发现在高流速比下,水力损失的试验结果明显低于理论计算值.
2009年03期 v.43 97-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 116K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 许卫疆;朱惠人;
为了研究动量比、湍流度和密度比对圆柱形气膜孔流动的影响规律,采用数值模拟方法,研究了圆柱形气膜孔的冷却效率和流量系数,并与实验值进行了对比.结果表明:随着动量比的增大,二次流在气膜孔出口处逐渐偏离叶片;气膜孔出口下游存在一个高速区域,这一区域的速度随动量比的增大而减小;在湍流度和密度比保持不变的情况下,随着动量比增加,冷却效率的计算值随着气膜孔中心至测量点的叶片表面长度的增加在总体上呈逐渐减小的趋势;在低密度比下,湍流度对冷却效率影响不大;当密度比为1.5时,湍流度的不同导致冷却效率产生显著差异,密度比越小,冷却效率越低;在气膜孔出口处,冷却效率的数值计算值与实验值存在一定的差异.数值模拟的结果能够定性地反映气膜孔的流动特性.
2009年03期 v.43 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 571K] [下载次数：382 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 许卫疆;朱惠人;
为了研究动量比、湍流度和密度比对圆柱形气膜孔流动的影响规律,采用数值模拟方法,研究了圆柱形气膜孔的冷却效率和流量系数,并与实验值进行了对比.结果表明:随着动量比的增大,二次流在气膜孔出口处逐渐偏离叶片;气膜孔出口下游存在一个高速区域,这一区域的速度随动量比的增大而减小;在湍流度和密度比保持不变的情况下,随着动量比增加,冷却效率的计算值随着气膜孔中心至测量点的叶片表面长度的增加在总体上呈逐渐减小的趋势;在低密度比下,湍流度对冷却效率影响不大;当密度比为1.5时,湍流度的不同导致冷却效率产生显著差异,密度比越小,冷却效率越低;在气膜孔出口处,冷却效率的数值计算值与实验值存在一定的差异.数值模拟的结果能够定性地反映气膜孔的流动特性.
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为了提高定几何混压式超声速进气道的性能,对冲压发动机轴对称混压式超声速进气道进行了研究,并重点研究了喉道长度的设计及激波附面层干扰对进气道性能的影响.数值计算结果表明:在进气道总长度一定的条件下,喉道长度小于激波链长度的设计对进气道的总性能更有利.在计算马赫数分别为3.5和4.0的条件下,将喉道长高比为3.75和10.0的进气道相比,其总压恢复系数分别增加了6.15%和5.04%;对于长度一定的进气道,喉道越长,则扩张段越短,达到同样扩张比的扩张角就越大.因此,对于设计马赫数为4.0的进气道,取喉道长高比为3.75时,进气道的总压恢复系数最高,抗反压能力也较强,该结果可为定几何混压式超声速进气道的设计提供参考.
2009年03期 v.43 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K] [下载次数：312 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 王新月;高强;王占学;
为了提高定几何混压式超声速进气道的性能,对冲压发动机轴对称混压式超声速进气道进行了研究,并重点研究了喉道长度的设计及激波附面层干扰对进气道性能的影响.数值计算结果表明:在进气道总长度一定的条件下,喉道长度小于激波链长度的设计对进气道的总性能更有利.在计算马赫数分别为3.5和4.0的条件下,将喉道长高比为3.75和10.0的进气道相比,其总压恢复系数分别增加了6.15%和5.04%;对于长度一定的进气道,喉道越长,则扩张段越短,达到同样扩张比的扩张角就越大.因此,对于设计马赫数为4.0的进气道,取喉道长高比为3.75时,进气道的总压恢复系数最高,抗反压能力也较强,该结果可为定几何混压式超声速进气道的设计提供参考.
2009年03期 v.43 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K] [下载次数：312 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 张军;姜长生;文杰;
针对一类强耦合强非线性系统,依据趋近角的概念定义了新型动态饱和函数,并利用连续趋近方法证明了动态饱和函数的平衡面趋近性能.设计了基于动态饱和函数的快速Terminal滑模面,不仅确保了滑模到达过程,而且减少了参数导致的振颤和奇异问题,并依据Lyapunov稳定性理论设计了包含动态饱和函数的鲁棒跟踪控制律,而后证明了系统的有限时间收敛性.针对具有大飞行包络的变结构近空间飞行器,给出了不同飞行状态下的有效动力学系统描述,将先前提出的控制函数算法应用于飞行控制系统中,分别设计了快慢通道滑模面和相应的控制律,有效抑制了参数不确定性与外干扰对系统的影响.仿真结果证明了控制方案的有效性与鲁棒性.
2009年03期 v.43 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K] [下载次数：320 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 张军;姜长生;文杰;
针对一类强耦合强非线性系统,依据趋近角的概念定义了新型动态饱和函数,并利用连续趋近方法证明了动态饱和函数的平衡面趋近性能.设计了基于动态饱和函数的快速Terminal滑模面,不仅确保了滑模到达过程,而且减少了参数导致的振颤和奇异问题,并依据Lyapunov稳定性理论设计了包含动态饱和函数的鲁棒跟踪控制律,而后证明了系统的有限时间收敛性.针对具有大飞行包络的变结构近空间飞行器,给出了不同飞行状态下的有效动力学系统描述,将先前提出的控制函数算法应用于飞行控制系统中,分别设计了快慢通道滑模面和相应的控制律,有效抑制了参数不确定性与外干扰对系统的影响.仿真结果证明了控制方案的有效性与鲁棒性.
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考察了含聚丙烯酰胺(PAM)剩余污泥在3种温度下与酒精糟液共厌氧消化的运行及厌氧污泥性质.结果表明:与没有添加PAM的共厌氧消化相比,当PAM与剩余污泥中总固体的质量比w为10 g.kg-1时,在35、45、55℃下共厌氧消化后污泥的日产气量分别减少了32.2%、31.6%和29.8%;当w为20 g.kg-1时,日产气量分别减少了41.7%、36.9%和47.4%.在同一种温度下,随着PAM添加量的增加,化学需氧量、总固体、挥发性固体的去除率逐渐减小,污泥黏度不但受到温度的影响,而且要受到PAM添加量的影响.当w为40 g.kg-1时,与低混合搅拌强度下的产气量相比,55℃时高混合搅拌强度下的产气量增加最大,35℃和45℃时产气量增加并不明显.沉淀性能最好的是35℃下厌氧消化污泥,沉淀性能最差的是55℃下厌氧消化污泥.
2009年03期 v.43 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 138K] [下载次数：265 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 台明青;陈杰瑢;张建祺;
考察了含聚丙烯酰胺(PAM)剩余污泥在3种温度下与酒精糟液共厌氧消化的运行及厌氧污泥性质.结果表明:与没有添加PAM的共厌氧消化相比,当PAM与剩余污泥中总固体的质量比w为10 g.kg-1时,在35、45、55℃下共厌氧消化后污泥的日产气量分别减少了32.2%、31.6%和29.8%;当w为20 g.kg-1时,日产气量分别减少了41.7%、36.9%和47.4%.在同一种温度下,随着PAM添加量的增加,化学需氧量、总固体、挥发性固体的去除率逐渐减小,污泥黏度不但受到温度的影响,而且要受到PAM添加量的影响.当w为40 g.kg-1时,与低混合搅拌强度下的产气量相比,55℃时高混合搅拌强度下的产气量增加最大,35℃和45℃时产气量增加并不明显.沉淀性能最好的是35℃下厌氧消化污泥,沉淀性能最差的是55℃下厌氧消化污泥.
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