单向开口阀式Savonius水轮机及其水动力性能研究

为提高Savonius水轮机的能量捕获效率, 提出一种单向开口阀式Savonius转子设计. 建立转子三维数值模型, 仿真分析转子叶片开口率和曲率等参数对水轮机性能以及减流效果的影响. 最后, 搭建实验平台, 开展物理模型对照实验, 验证数值模拟结果的准确性. 结果显示, 叶片的曲率半径较大且开口率较小时, S型水轮机的水动力性能有效提升; S型转子开口率为0.2时, 性能平均比无开口的S型转子提升33.57%; 当叶片的曲率半径在50~之间时, S型转子具有较好的减流效果, 在S型转子后方范围内, 可减少35%的流速.     

安装高度对水平轴潮流能水轮机尾流特性的影响

为探究水轮机的安装高度对水轮机尾流场的影响,本文以水平轴潮流能水轮机为研究对象,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法对水轮机尾流特性进行分析.分别设置水轮机的中心距离海底高度为1.5D、2.0D、2.5D(D为水轮机直径),对水轮机尾流场的轴向、径向上的速度亏损以及涡量结构图进行分析.研究结果表明:安装高度为1.5D时,约在下游轴向位置X/D=15(X为轴向距离)处,梢涡与海底碰撞导致涡结构发生破损,这也使得该工况在下游X/D=15后的速度亏损明显大于安装高度2.0D和2.5D,而安装高度为2.0D和2.5D工况的速度变化基本一致.同时从3种工况不同轴向位置速度亏损图可以看出,从下游X/D=10开始,最大亏损速度均出现在中心轴线的位置.因此在考虑到对下游流场的影响和安装的成本时,建议安装高度为2.0D.     

双向中继网络中基于压缩感知的稀疏信道估计

为提高双向中继网络中稀疏信道估计的精度并减少训练序列的长度, 利用双向中继信道(Two-way Relay Channel, TWRC)的潜在稀疏特性, 研究了基于压缩感知的稀疏TWRC估计问题, 提出了一种改进的正交匹配追踪(Improved Orthogonal Matching Pursuit, IOMP)算法. 新算法运用迭代重加权最小二乘估计代替了正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法中的最小二乘估计过程, 通过对样本进行迭代重加权, 逐步减小了异常样本的影响, 不断地修正了估计值, 在使用相同长度的训练序列时, 提高了估计的精度. 与传统的最小二乘估计算法相比, 新算法能够在获得相同估计效果的情况下, 显著减少所需训练序列的长度. 仿真结果验证了基于新算法的稀疏TWRC估计的有效性.     

节段拼装混凝土桥墩抗震性能研究

利用纤维模型方法对无粘结预应力节段拼装桥墩进行了拟静力试验仿真分析,通过与试验结果的比较验证了计算方法的正确,然后进行了恒载轴压比、预应力筋配筋率、普通钢筋配筋率参数分析.在一定范围增大恒载轴压比时,承载能力和屈服力均有显著提高,但恒载轴压比太大时,只提高了屈服力,极限承载能力保持不变;随着恒载轴压比增大,累积能量耗散也逐渐增大.预应力筋配筋率在小范围内增大时,骨架曲线基本一致,但当预应力筋配筋率增大到一定程度时,承载力和屈服力有较大提高,累积能量耗散也显著增大.随着普通钢筋配筋率的提高,承载力和屈服力提高;能量耗散对普通钢筋配筋率比较敏感,随着配筋率的增大,能量耗散显著增大,可以通过增加普通钢筋配筋率来提高桥墩耗能能力,但同时残余位移增大.     

发动机机油滤清器虑层强度分析及优化

针对机油滤清器工作工况下进出口压差、机油滤层强度及导流桩高度等问题, 通过试验测试与仿真相结合, 对滤清器初步设计进行了评估及优化, 以确保滤清器在工作工况下进出口压降及滤层强度能满足要求. 首先进行滤层性能试验, 得到滤层的惯性阻力系数和黏性阻力系数; 再通过滤层多孔介质CFD分析, 对滤清器进出口压降进行分析计算. 结果表明: 在-18℃、25℃和70℃的工况下, 进出口压降都小于10kPa, 满足相关要求. 针对滤层的最大主应力超过其抗拉强度的问题, 通过CAE仿真分析, 优化滤层与导流桩间隙, 将滤层最大主应力由110.1MPa降至36.99MPa, 小于其抗拉强度42.8MPa.     

整体分析法在基坑变形与力学特性研究中的应用

为了研究整体分析法在基坑变形与受力中的应用,本文选取北京市某一采用复合土钉墙的基坑作为研究对象,运用FLAC 3D有限差分软件对该工程进行数值模拟,并结合现场实测数据进行分析,得到了该基坑侧壁侧向位移、土钉(锚索)轴力以及水泥土搅拌桩弯矩,并用现场实测数据验证了数值模型的可靠性.通过改变数值模型中水泥土搅拌桩这一影响因素,分析该基坑的侧壁变形、土钉(锚索)轴力的变化以及两者协同变化对基坑稳定性的影响.结果表明:基坑侧壁水平位移呈"弓"字形,两凸点位于基坑深度的1/3与2/3处、水平位移在1/3深度处最大;基坑水平位移随开挖深度的增加而增加,增长最大幅度是在第一步开挖时;土钉(锚索)轴力沿长度呈两头轴力小,距离临空面1/3长度处轴力最大,土钉从第1排到第5排轴力依次减小;水泥土搅拌桩不仅有挡水作用,还对基坑土体变形增长有一定的抑制作用;支护体系某一因素发生改变时,其不仅仅影响的是土体的变形,还有支护体系受力变化,两者共同作用来维持基坑的稳定性,所以分析时应将基坑土体与支护体系作为一个整体来考虑基坑的受力与变形.     

RV减速器行星轮系齿形修形传动啮合性能分析

为准确掌握齿形修形对RV-150BX减速器行星轮系动态啮合性能及传动性能的影响, 建立了行星轮系装配模型, 通过有限元法分析了输入轴齿轮和行星轮在动态啮合中的传动规律, 在啮合临界时刻最大和最小等效应力分别为14.47MPa和8.55MPa. 经综合考虑, 选取输入轴齿轮和行星轮齿顶修形量优化设计参数; 通过动态啮合仿真, 分析同等载荷下齿形修形后的传动性能. 结果表明, 在轮齿单、双齿交替啮合时刻, 齿轮的速度、加速度波动最大并伴随冲击振动. 经比较发现, 齿形修形后速度、加速度波动明显改善, 传动性能显著提高.     

发动机机油滤清器滤层强度分析及优化

针对机油滤清器工作工况下进出口压差、机油滤层强度及导流桩高度等问题,通过试验测试与仿真相结合,对滤清器初步设计进行了评估及优化,以确保滤清器在工作工况下进出口压降及滤层强度能满足要求.首先进行滤层性能试验,得到滤层的惯性阻力系数和黏性阻力系数;再通过滤层多孔介质CFD分析,对滤清器进出口压降进行分析计算.结果表明:在-18℃、25℃和70℃的工况下,进出口压降都小于10 kPa,满足相关要求.针对滤层的最大主应力超过其抗拉强度的问题,通过CAE仿真分析,优化滤层与导流桩间隙,将滤层最大主应力由110.1 MPa降至36.99 MPa,小于其抗拉强度42.8 MPa.     

流速对拟穴青蟹生长、应激压力和糖代谢的影响

本文研究了0、1和2倍体长每秒(BL·s^-1)的3个流速对拟穴青蟹幼蟹的生长、应激压力和糖代谢的影响.结果发现尽管30 d的流水养殖导致了蜕壳相关基因EcR和MIH表达的显著提高,但未对青蟹的生长产生显著影响.在应激压力方面,流水养殖导致了青蟹血清中的皮质醇和肝胰腺中丙二醛水平的显著降低,同时1 BL·s^-1流速显著提高了肝胰腺的总抗氧化能力,显著降低了抗氧化酶活性水平,但2 BL·s^-1流速对这些指标的影响弱于1 BL·s^-1流速.此外,在糖代谢方面流水养殖导致了青蟹肝胰腺中丙酮酸激酶活性的显著降低,未引起肌肉中乳酸水平的显著变化,但2 BL·s^-1流速导致了肌糖原水平的显著升高.这些研究结果表明,适度的流水养殖虽然对生长没有显著促进作用,但可降低青蟹的生理压力,增强青蟹的抗氧化能力,提高肌肉中的能量储存研究结果可为完善青蟹的循环水养殖技术提供新的思路.     

180°模具翻转机构的设计与仿真

橡胶硫化完成后, 模具翻转一定的角度可以便于工人取出橡胶制品和清理模具. 为实现中小型模具翻转, 降低劳动强度, 提高生产率, 研究一种180°模具自动翻转机构, 采用SolidWorks建立该机构的三维模型, 并在其motion模块中进行运动学仿真, 得到模具的运动特点. 对翻转机构进行优化分析, 以滑轨宽度为90mm, 限位沟槽宽度为20mm, 求得曲率半径为37mm时, 模具的角加速度最小, 翻转运动最为平稳; 运用有限元软件ANSYS获得翻转设备在极限载荷工作时, 主要受力件固定轴的应力场. 制成样机并经实际应用表明, 设计的翻转机构运行平稳可靠、易于控制, 能更好地满足实际生产要求.     

室内养殖管角螺幼体的生长特性

在室内养殖条件下,研究了水泥池养殖管角螺幼体的生长特性.结果显示:初孵稚螺早期壳高与螺重的生长速度都很快,旬增长率最高时分别达到186.7%、313.2%,以后生长逐渐减慢.壳高呈对数生长L=21.494lnd+2.0343(R2=0.9783);螺重呈幂形生长W=0.0388d2.5069(R2=0.962);稚螺螺重与壳高之间呈幂函数W=0.0001L2.770 8(R2=0.9569).不同时期稚螺成活率达到80%以上,壳高长至21.9mm以上,幼螺死亡逐渐减少,成活率均保持在91.6%～99.7%.不同时期的出肉率差别不显著,均达到50%以上.     

不同落锤速度冲击下混凝土和RC梁破坏研究

为探究冲击载荷作用下钢筋混凝土(RC)梁的破坏模式转变及影响因素, 对素混凝土梁和无箍筋轻RC梁试样开展落锤冲击实验及有限元分析, 结果表明: (1) RC梁的冲击破坏模式与冲击速度、配筋率相关, 在较低速度下以弯曲破坏为主, 随速度提高将出现跨中呈现八字形的剪切破坏模式, 并随纵筋率增大剪切破坏转变的临界速度呈增大趋势, 但在更高速度下(＞10m?s-1), 素混凝土及RC梁均会出现局部冲切破坏. (2)梁冲击力峰值随冲击速度增加而增大, 受梁的配筋率影响较小, 但在较高冲击速度下(＞4.85m?s-1), 梁冲击力峰值并不随速度增加而增大; (3)有限元分析RC梁的冲击响应及破坏过程与实验现象及趋势符合较好.     

脉冲电晕放电降解甲硫醚动力学研究

采用Blumlein脉冲形成网络(BPFN)型窄脉冲高压电源,在线筒式反应器中对甲硫醚进行降解.利用平推流式反应器模型,推导出脉冲电晕降解污染物的动力学方程,并对实验结果进行了曲线拟合.结果表明:甲硫醚的降解符合无明显自由基终止反应模型,甲硫醚的去除量与能量密度成正比,拟合曲线的相关系数大于0.99.初始浓度从510 mg.m-3增大到1 145 mg.m-3,速率常数k1仅从0.824 4升高到0.963 2,对能量利用率提高不大;流量从1 L.min-1增加到1.5 L.min-1时,速率常数k1从0.963 2升高到1.337 5,显著提高了能量利用率.     

非对称异形截面环件的冷辗扩成形力能参数与圆度影响规律研究

以非对称异形截面环件高压油管连接套筒为研究对象, 采用对称冷辗扩工艺, 应用Simufact软件对冷辗扩成形过程进行了模拟分析, 研究了驱动辊转速和芯辊进给速度对冷辗扩过程中轧制力、轧制力矩和环件圆度误差的影响. 结果表明: 降低芯辊进给速度或增大驱动辊转速, 能有效降低两道次冷辗扩过程中的轧制力和轧制力矩; 驱动辊转速为12 rad●s^-1, 芯辊进给速度为1.0 mm●s^-1时, 第一道次冷辗扩定位凹槽(缩口)内外圈圆度质量最优, 圆度误差分别为0.1735 mm和0.1864 mm; 驱动辊转速为14 rad●s^-1, 芯辊进给速度为1.2 mm●s^-1时, 第二道次冷辗扩缩口内外圈圆度质量最优, 圆度误差分别为0.0849 mm和0.1202 mm.     

跌落射流冲击竖井底部水池实验研究

在跌落式城市排水竖井中,水流跌落一定距离后,通常携带着大量能量.当它冲击竖井底部时,会产生明显压力脉动,对竖井结构安全产生风险.本文建立排水竖井物理实验模型,研究跌落射流对竖井底部消能池的冲击作用,分析竖井底部的压力脉动与分布以及竖井跌落高度和底部水池深度对冲击压力的影响.结果表明:水平射流冲击竖井井壁后,分为沿竖井壁向下的环形流和自由落体的射流.当跌落水流流量较小时,竖井底部高压区域集中在靠近下游管道一侧;随着流量逐渐增加,环形流面积持续增大,高压区域逐渐由下游侧向上游侧过渡.增加下游管道水深可有效降低竖井底部的平均冲击压力,增加水垫层深度可有效降低竖井底部冲击压力脉动.当水流在竖井中达到最终速度后,继续增加竖井跌落高度将不会产生更大冲击压力.     

影响聚偏氟乙烯膜渗透通量因素的初步考察

采用疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）膜．在蒸馏水体系中进行减压膜蒸馏实验研究，考察了进料温度、料液流盘、冷侧真空度对聚偏氟乙烯膜渗透通量的影响；试验结果表明，随着真空度及料液流量、温度的提高，膜的渗透通量有增加的趋势．     

改性硫氧镁胶凝材料的配制及性能研究

为确定工业级轻烧氧化镁粉与七水硫酸镁溶液配制改性硫氧镁胶凝材料的最优参数,分别研究了不同氧化镁/七水硫酸镁摩尔比,硫酸镁溶液浓度及水稳剂水玻璃对硫氧镁胶凝材料工作和力学性能的影响.结果表明:随着氧化镁/硫酸镁摩尔比的提高,硫氧镁水泥的初凝时间逐渐缩短,流动性逐渐降低,抗压和抗折强度逐渐提高;随着七水硫酸镁浓度的提高,硫氧镁水泥的抗压抗折强度也呈现增长趋势,MgO:MgSO4·7H2O:H2O摩尔比为14:1:12时,硫氧镁胶凝材浆体的28d抗压和抗折强度分别达到38.3MPa和7.0MPa.耐水性研究表明,加入氧化镁质量2%的水玻璃可以很好地改善硫氧镁水泥的耐水性.     

移动荷载作用下离散支承曲线轨道振动特性分析

针对地铁隧道中曲线轨道的振动问题, 将整体式轨道视为单层离散支承Euler梁, 利用振型叠加法和Runger-Kutta法得到了移动荷载作用下曲线梁径向、竖向和轴向挠度以及扭转位移的时程响应解答, 通过参数敏感性分析, 揭示了不同工况下曲线轨道的空间振动特性. 计算结果表明: 在目前列车速度下, 列车移动荷载近似于准静态荷载作用, 轨道梁的位移曲线呈对称分 布; 钢轨扣件间距对位移影响较小, 扣件支承刚度是影响钢轨位移的主要因素; 随着速度的增 加, 横向荷载作用方向发生改变, 径向位移和扭转变形先减小后增大, 存在一个理想车速; 曲线半径对径向位移和扭转变形影响较大, 对竖向位移影响不明显, 在曲线半径增加情况下, 可以适当增加超高角以减小径向位移和扭转变形.     

混凝土中钢筋脱钝的临界氯离子浓度研究

通过不同氯盐钢筋混凝土加速腐蚀试验, 结合、腐蚀面积率和失重率混凝土保护层厚度、水灰比对混凝土中钢筋脱钝的临界氯离子浓度的影响. 结果表明: 为0.5时保护层厚度为15mm钢筋对应氯离子浓度为0.1保护层厚度25mm的则为0.2水灰比0.3时, 保护层厚度15mm钢筋对应氯离子浓度为0.5保护层厚度25mm的则为0.6表面自带灰黑色能有效延缓钢筋锈蚀当同时处于0.5水灰比, 15mm保护层厚度未去氧化皮的钢筋对应氯离子浓度为0.4%.     

基于最小速比偏差的注塑机双曲肘合模机构优化设计

注塑机合模机构的性能直接影响注塑制件的质量、效率以及注塑设备的寿命. 以企业指定380T锁模力的双曲肘合模机构为研究对象, 提出将肘杆机构原型速比曲线与理想速比曲线的最小偏差值加入优化函数, 结合机构总长、行程比、力放大比等进行多目标优化设计, 并进行仿真验证. 结果表明: 在合模机构总长、移模行程满足要求的基础上, 力放大比增大12.24%, 临界角处速比降低14.49%, 且合模周期减少6.6%, 可有效提升合模机构的综合性能.