刷式密封泄漏流动及传热特性的研究第二部分:传热特性

本文采用计算流体动力学(CFD)与有限元分析(FEA)相结合的方法,对三种不同后夹板结构刷式密封的摩擦热效应及传热特性进行了研究。分析了压比、转速以及后夹板结构形式对刷式密封温度分布、摩擦生成热以及刷丝最高温度的影响规律。研究结果表明:刷式密封的最高温度出现在刷丝束与转子表面接触区域,在刷丝束内,刷丝温度在围栏高度以下区域迅速下降。当压比、转速增大时,刷式密封的温升效应更为明显。同时,摩擦生成热及刷丝最高温度也随压比、转速的增大而逐渐增大。后夹板的非通环形槽结构对刷式密封摩擦热效应及传热特性的影响很小,但通槽结构则会改变密封内的温度分布。     

旋流对刷式封严刷丝变形影响的流固耦合研究

采用刷式封严三维流动数值模拟与刷丝变形力学分析模型相结合的流固耦合方法,研究了刷丝与转子有/无径向间隙条件下,进口旋流对刷丝变形运动及刷式封严泄漏特性的影响规律。该方法能够模拟刷丝束内部细密结构的流动细节,变形求解综合考虑了气流气动力、刷丝与转子、刷丝与后挡板以及刷丝间接触力作用。研究表明,进口旋流会严重影响上游刷丝的变形运动,并且随旋流增大,刷丝变形加剧;当刷丝所受法向力与轴向力的比值大于某一临界值时,刷丝将发生周向滑移气动弹性失稳、密封性能下降。相比于无密封间隙情况,刷丝与转子密封间隙为0.2 mm时,刷式封严能够承受更高的旋流速度,也即具有更高的稳定性。     

刷式密封泄漏流动及传热特性的研究第一部分:泄漏特性

本文采用非线性Darcian多孔介质模型,对三种不同后夹板结构刷式密封的泄漏流动特性进行了数值研究,分析了压比、转速以及后夹板结构形式对刷式密封泄漏量、流场以及压力分布的影响规律。研究结果表明;刷式密封的泄漏量随压比的增大呈线性增大,随转速升高则略微减小。刷式密封的压力下降主要发生在刷丝束内部区域,而在上下游流体域内气流压力则基本分布均匀。后夹板的非通环形槽结构对刷式密封泄漏量及压力分布的影响很小,而通槽结构则会引起泄漏量的大幅增长,同时使压力分布产生变化。     

边界层效应对定程干涉法声速测量的影响

定程干涉法是精度最高的气相声速测量方法,本文再现了定程干涉法共振频率的导出过程,在此基础上复现了边界层修正式的导出过程。最后以声速数据丰富的Ar为例,分析了边界层对这两种定程干涉法测量的影响规律。结果表明:边界层对定程干涉法声速测量有着显著的影响;边界层的影响随温度升高而增大、随压力升高而降低;适当增加共鸣腔体的几何尺寸有利于减小边界层效应的影响。     

接触热阻对水冷辉光放电电极温度分布影响的数值模拟

为了研究接触热阻对陶瓷绝缘水冷辉光放电电极温度及其分布的影响，利用计算流体动力学软件ANSYSCFX，模拟了电极表面温度、温差随氮化铝陶瓷与两侧铜导体之间接触热阻的变化。模拟结果表明：随着接触热阻的增大，氮化铝陶瓷与铜接触界面的温度跳变幅度增大，辉光放电电极整体温度上升，并且辉光放电电极表面的最高温度和最大温差均随之呈现指数上升的变化趋势。     

纳米尺度点接触的实验研究

由交叉微米线构成了T形结构,并测量了Pt-Pt和Pt-Au节点的接触热阻和接触电阻。分析表明,增大接触点长度与宽度的比值,线接触模型和椭圆接触模型计算得到的接触热阻的差别逐渐减小,当比值超过20时,椭圆接触模型不再适用。测量得到的接触热阻随温度变化不明显,而接触电阻随温度升高而增大。由于存在表面绝缘层,接触热阻将远大于Wiedemann-Franz定律的预测值。考虑Kundsen数的影响以后,由接触电阻计算得到的金属接触点尺寸近似与温度无关。     

低气压长间隙介质阻挡放电的光谱诊断

设计了一种电极间隔为10cm的介质阻挡放电装置,以氩气为工作气体,在低气压下产生等离子体。采用发射光谱法,研究了放电空腔内等离子体电子温度和电子密度随空间位置的变化规律。等离子体电子温度的变化通过使用Corona模型计算获得,等离子体电子密度的变化通过分析Ar原子750.4nm谱线强度变化得到。实验发现空腔内不同位置的等离子体电子温度和电子密度是不同的。当测量位置从阴极向阳极移动时,电子温度先略上升而后迅速下降,再缓慢上升;电子密度先缓慢而后迅速地增大。     

飞秒光丝阵列对10 GHz电磁波的吸收特性

为了研究飞秒光丝阵列对10 GHz电磁波的吸收特性，建立了飞秒光丝阵列吸收电磁波的有限元模型，研究了光丝内电子温度、电子数密度、光丝直径和电磁波的极化等参数对吸收系数的影响。研究结果表明:当电磁波偏振方向与光丝轴向垂直时，阵列对电磁波是透明的；增加光丝内电子数密度或提高电子温度，吸收系数先增大后减小；当光丝直径与电磁波趋肤深度相等时，吸收系数达到最大值。对于S极化电磁波，当光丝直径为50 μm时，吸收系数随入射角的增大而变大；当光丝直径为100~200 μm时，在入射角较小时，吸收系数随入射角的增大而变大；在入射角较大时会出现吸收峰值，最高可达0.45，且光丝直径越大，吸收峰值对应的入射角就越小；对于P极化电磁波，吸收系数随入射角增大而降低。     

数字激光散斑照相技术测金属的热胀系数

利用数字激光散斑照相技术对金属热胀系数进行了测量。产生激光散斑的散射体(毛玻璃片)随被测金属棒受热膨胀而相应移动,数字照相机(CCD)将一系列随温度上升而平移的激光散斑场记录下来。通过计算机程序对采集到的图像进行频谱分析,获得两幅数字激光散斑场相对应的干涉条纹图像,计算条纹间距从而得到温度变化导致的金属棒伸长量,并计算出金属材料的膨胀系数。     

刷式密封对透平级气动性能影响的研究

采用基于非线性Darcian多孔介质模型三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和SST紊流模型的泄漏流动数值方法对比研究了动叶叶顶迷宫密封和刷式密封的1.5级汽轮机高压缸透平级的气动性能.数值预测实验测量的刷式密封泄漏量与实验数据吻合一致,验证了数值方法的可靠性。详细分析了动叶叶顶迷宫和刷式密封两种结构对1.5级透平级叶顶间隙泄漏特性和气动性能参数的影响特性.结果表明:在相同工况下,相比于叶顶迷宫密封结构,叶顶刷式密封可使透平级级效率提高0.15%,叶顶间隙泄漏量降低30.74%。叶顶刷式密封和迷宫密封结构对透平级反动度和动叶出口气流角的影响基本相同.叶顶刷式密封中刷丝束前后压降大于迷宫密封中相同位置处迷宫齿前后压降,刷丝束起主要封严作用.     

Point defects on graphene on metals

Understanding the coupling of graphene with its local environment is critical to be able to integrate it in tomorrow's electronic devices. Here we show how the presence of a metallic substrate affects the properties of an atomically tailored graphene layer. We have deliberately introduced single carbon vacancies on a graphene monolayer grown on a Pt(111) surface and investigated its impact in the electronic, structural, and magnetic properties of the graphene layer. Our low temperature scanning tunneling microscopy studies, complemented by density functional theory, show the existence of a broad electronic resonance above the Fermi energy associated with the vacancies. Vacancy sites become reactive leading to an increase of the coupling between the graphene layer and the metal substrate at these points; this gives rise to a rapid decay of the localized state and the quenching of the magnetic moment associated with carbon vacancies in freestanding graphene layers.     

基于Matlab分析负荷对多联机IPLV的影响

多联机有其特殊的优点,但是不同部分负荷的组合对IPLV的影响仍需进一步研究。文中建立IPLV与部分负荷的相关公式,运用MATLAB软件分析不同卸载级负荷与IPLV的关系,从而确定不同部分负荷的最优组合。     

五边形石墨烯负载Pt单原子稳定性能的应变调控

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Pt原子在五边形石墨烯(PG)上的吸附与动力学行为.研究结果表明,单个Pt原子在PG上虽然具有较大的吸附能及较高的扩散势垒,却不能够在衬底形成均匀分散的单原子.这是因为,随Pt原子数增加,Pt_n(n=1, 2, 3)在PG上的平均结合能也逐渐增加,更倾向于形成团簇,该发现有效否定了之前的报道称Pt能在PG上形成稳定的单原子催化剂这一结论(Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 12201 (2019)).基于此,我们考虑对PG施加双轴应变,随着拉伸应力增加,Pt金属原子间的平均结合能逐渐降低,当拉伸应变施加至12%左右时,单个Pt在衬底上的结合能与Pt₂在衬底上的平均结合能相等,从而实现PG上均匀分散的Pt单原子催化剂.该结果对五边形石墨烯基材料应变调控实现单原子催化剂提供理论借鉴.     

Note on duality on polarized symplectic manifolds

In this note we use some of the results of [3] to derive a general duality theorem for the cohomologies of foliated structures on a manifold. The result is applied to the special case of a symplectic manifold M on which the foliation is given by a complex polarization F in the sense of geometric quantization. We obtain, for example, a rigorous proof of the fact that for a smooth function ƒ on M whose Hamiltonian vector field leaves F invariant, the spectrum of the corresponding prequantization operator v(ƒ) coincides with the spectrum of its transpose, under the above duality. This latter result was obtained by Simms in [12] under certain hypotheses. Proofs of the validity of those hypotheses are now available in the literature; cf. [3] and [7].     

Space-charge effects on multipactor on a dielectric

Analyzes the effects of space charge shielding on the steady state of a multipactor discharge on a dielectric. Analytic methods are used to obtain an exact function for the potential in the discharge, assuming a Maxwellian distribution of emitted electrons. An equation for the amount of power deposited on the dielectric by the multipactoring electrons, for a given saturation level, is given. A simple method for obtaining the saturation level, for a given material, is obtained