亚音速气流中复合材料悬臂板的非线性振动响应研究

随着材料科学的发展,越来越多的新型材料应用到了工程实践中.在气流激励的作用下,对于以航空航天工程为背景、采用复合材料的板壳结构的非线性动力学问题仍是动力学领域的研究热点.本文研究了复合材料悬臂板在亚音速气流条件下的非线性振动和响应.根据理想不可压缩流体的流动条件和 Kutta--Joukowski升力定理,基于升力面理论,利用涡格法计算了三维有限长平板机翼上的亚音速气动升力.将亚音速气动力施加到复合材料悬臂板上,利用Hamilton原理,考虑Reddy三阶剪切变形理论并引入冯$\cdot$卡门非线性应变位移关系,建立了有限长平板的非线性动力学微分方程.利用有限元方法考察了不同几何参数下层合板悬臂板的固有特性,通过比较不同材料和几何参数的线性系统的固有频率,得到不同比例的内共振关系.利用Galerkin方法将偏微分方程截断为两自由度非线性常微分方程,在这里考虑了1:2的内部共振关系并利用多尺度法进行了摄动分析.对应多个选取参数,得到了频率响应曲线.结果展示了硬化弹簧型行为和跳跃现象.      

基于LS-DYNA的空调连续跌落仿真研究

研究空调内机在跌落冲击工况下的力学行为。首先通过不同应变率的材料试验,建立LS-DYNA材料模型;然后通过DYNAIN方法建立整机连续跌落有限元模型,并将跌落仿真与试验进行对标。对标结果显示:连续跌落仿真与试验的加速度曲线相关度达到93%以上,且破坏位置一致。结果表明该方法可以准确模拟空调内机在连续跌落工况中的力学行为,为家电产品研发设计提供重要的指导意义。     

燃尽风率对新型W火焰锅炉主燃区气固流动特性的影响

针对采用偏心旋流二次风燃烧技术的300 MWe旋流燃烧器W火焰炉,借助1/10冷模试验台,通过三维激光颗粒动态分析仪测量研究了不同燃尽风率下其主燃区内气固流动特性。随着燃尽风率减小,拱下回流区内回流速度不断增加,且回流区尺寸不断增大。随着燃尽风率由25%减小到10%,在分级分区域,颗粒的最大竖直速度由2 m/s增大到4 m/s.燃尽风率由20.3%减小到10%,拱下回流区内气固两相竖直脉动速度明显增大,气固两相湍流强度将不断增大.在乏气和分级风区域,燃尽风率15%下最大颗粒体积流率是燃尽风率20.3%的2至2.7倍,拱上气流下冲深度明显增加.随着燃尽风率减小,下冲颗粒开始折转向上的位置被推迟,下炉膛空间利用率将不断增加.     

基于不确定度理论的大摆角单摆平均“周期”测量的最佳累计次数研究

由于空气阻尼的作用,测量大摆角单摆“周期”时,测量累计次数增加造成平均“周期”不断减小,在无阻尼实验设定下,系统误差随之增大而随机误差却因此减小.基于弱阻尼大摆角单摆的运动方程与“周期”计算公式,通过数值计算不同摆长与摆角下使不确定度最小的最佳累计摆动次数,发现如果进行单次测量,采用秒表测量时最佳累计摆动次数往往需要大于20次,采用光电门测量时,在不同的摆长和摆角下,测量次数往往也不止1次;而如果采用多次测量,则可以显著减小每次测量所需要的最佳累计摆动次数.采用计算所得最佳摆动次数测量可以将周期测量的不确定度减小到A类不确定度的√2倍.     

抽油烟机新风系统对住宅厨房空气品质的影响

采用仿真与测试相结合的方法定量分析了室内抽油烟机某新风系统对厨房空气品质的影响, 总结建立了以空气龄、换气效率为依据的厨房空气品质评价方法. 结果表明, 在开启该新风系统的厨房环境中, 室内平均空气龄为94.7s, 换气效率为82.4%, 平均空气龄比新风系统关闭时低79.8%, 空气质量由新风系统关闭时的中度污染改善至清新. 此仿真分析流程可为深入研究厨房室内空气品质、定量评估新风系统提供指导.     

校园绿色图书馆建筑运行性能实测分析

以绿色和常规图书馆建筑为例, 从室内热湿环境、光环境、空气品质、用户满意度等方面对其相同功能区进行实测与调查, 对比分析两者的室内环境质量和能耗水平. 结果表明 绿色图书馆建筑室内热湿环境和CO2体积分数优于常规图书馆建筑, 但室内光环境水平低于常规图书馆建筑; 绿色图书馆建筑全年能耗水平约为71.95kWh·(m2·a)-1, 常规图书馆建筑全年耗能水平约为90.48kWh·(m2·a)-1, 两者能耗水平差别的主要原因是常规图书馆全年平均空调用电量远高于绿色图书馆建筑. 因此, 常规图书馆建筑在能耗优化时应重点考虑采取措施降低空调能耗. 研究结果可为促进图书馆建筑实际运行效能提供有益参考.     

Thermodynamic Evaluation and Sensitivity Analysis of a Novel Compressed Air Energy Storage System Incorporated with a Coal-Fired Power Plant

A novel compressed air energy storage (CAES) system has been developed, which is innovatively integrated with a coal-fired power plant based on its feedwater heating system. In the hybrid design, the compression heat of the CAES system is transferred to the feedwater of the coal power plant, and the compressed air before the expanders is heated by the feedwater taken from the coal power plant. Furthermore, the exhaust air of the expanders is employed to warm partial feedwater of the coal power plant. Via the suggested integration, the thermal energy storage equipment for a regular CAES system can be eliminated and the performance of the CAES system can be improved. Based on a 350 MW supercritical coal power plant, the proposed concept was thermodynamically evaluated, and the results indicate that the round-trip efficiency and exergy efficiency of the new CAES system can reach 64.08% and 70.01%, respectively. Besides, a sensitivity analysis was conducted to examine the effects of ambient temperature, air storage pressure, expander inlet temperature, and coal power load on the performance of the CAES system. The above work proves that the novel design is efficient under various conditions, providing important insights into the development of CAES technology.     

影响占太勒惊险跳伞因素的分析

对占太勒惊险跳伞(世界上最惊险的跳伞)过程进行了力学分析,说明了影响跳伞结果的两个重要因素.     

空气比热容比的标准值与测量的误差

在绝热膨胀过程中,用电磁阀、大口径管((φ)≥4mm)迅速放气和关闭.对空气的比热容比γ的标准值进行了详细的论证计算1.3990＜γ＜1.4025,并对实测值的误差进行了分析讨论.     

新型单壁碳纳米管采样吸附剂性能的评价

研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)作为新型采样吸附剂的性能和效果,并应用于空气中挥发性有机化合物的分析测定。结果表明,单壁碳纳米管具有较大的比表面积,与经典Tenax TA吸附剂相比,对低碳数挥发性强的有机化合物回收率高,有更强的吸附能力;空白实验表明,SWCNTs易获得较低本底,具有化学惰性和疏水特性,采样时水的干扰小。当湿度增加时在误差允许的范围内准确度不受影响;实验测定具有较大的穿透容量和安全采样体积。将单壁碳纳米管吸附剂实际应用于大气中挥发性有机化合物的测定,通过与经典吸附剂Tenax TA相比,更适于采集大气中的挥发性有机化合物。