基于SPH/FEM方法的浅水冲击喷溅及其抑制结构研究

物体浅水冲击会造成结构响应和自由液面的剧烈喷溅,以往的研究多集中在物体受水的冲击响应方面,而对浅水层受物体冲击引起的剧烈喷溅问题及其喷溅抑制结构的相关研究很少。本文基于SPH/FEM耦合方法对浅水冲击的液体喷溅特性开展研究。首先,计算了刚性长方体结构的冲击喷溅,与文献中准二维溅水试验结果进行了比较,将浅水喷溅分为初始喷溅、二次喷溅和底部射流三部分。分别研究了各部分喷溅的形成机理,指出二次喷溅由结构对水层的挤压和底部射流的能量传递共同引起,并分析了水深对二次喷溅的影响规律。其次,对喷溅抑制结构的机理做了数值研究,发现拱形翻边构型可以抑制初始喷溅,但不能有效降低二次喷溅。最后,提出了一种带凹槽和阻水边条的新型翻边构型,对二次喷溅具有更好的抑制效果。     

基于噪声误差模型的不规则区域室内定位和锚点分布优化

结合实际工业背景,研究了一类在不规则区域且误差不服从高斯分布的室内无线定位问题.给出了噪声误差模型,在对多个传统定位算法进行性能分析的基础上,研究了待定位区域内锚点阵列的分布,改进了多锚点阵列下的定位方法,并提出基于Delaunay三角剖分锚点分布优化模型和求解方法.     

柴油爆炸性能外场实验研究

通过?30 mm杀爆燃弹外场炮击实验，模拟车辆、装备油箱被炮火击中后二次爆炸场景，采用高速照相机、红外热成像仪分别记录引爆柴油过程和爆炸火球的温度场，对比评估普通柴油、含水型柴油和抑爆型柴油的爆炸特性。实验结果显示:炮弹射击油箱瞬间，柴油液滴被抛撒出油箱，与空气快速混合形成气溶胶，并在炸药能量作用下引发爆炸，形成爆炸火球；不同类型柴油的爆炸火球均经历3个发展阶段，但其尺寸、扩展速率和表面温度等有较大差别，普通柴油和含水型柴油的火球这3个参数比较接近，都大于抑爆型柴油；含水型柴油的油箱毁伤容积为108.00 dm3，远高于普通柴油的57.65 dm3和抑爆型柴油的38.15 dm3。研究表明，抑爆柴油中的高分子聚合物能起到较好的抑爆作用。     

含有五个反馈权值的二维细胞神经网络可实现Mosaic模式

研究一类含有五个反馈权值二维细胞神经网络系统,以系统的输出反馈权值及阈值为参数构成参数空间,引入几何方法,将此空间分解分块成有限个区域,当输出反馈权值及阈值在某一区域上时,给出系统具有M osaic解所有可能的输出函数M osaic模式的充要条件.     

高性能NiCoP基超级电容器电化学性能

采用水热和低温磷化反应两步法,在无添加沉淀剂条件下成功在泡沫镍上合成纳米花状镍钴磷化物(NiCoP/NF)。研究结果表明,镍/钴元素物质的量之比为1∶1时,在1 A·g~(-1)电流密度下,Ni_(1/2)Co_(1/2)P/NF的比容量高达1 276.36 F·g~(-1),在10 A·g~(-1)电流密度下充放电循环3 000次后,比容量保持率为78.23%。此外,以Ni_(1/2)Co_(1/2)P/NF为正极,活性炭(AC)为负极组装的非对称超级电容器(Ni_(1/2)Co_(1/2)P/NF//AC/NF)在725 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度高达36.25 Wh·kg~(-1)。     

CO_2捕集炭膜的前驱体结构设计及性能

从分子结构设计出发,合成了一系列新型刚性、高自由体积的聚酰亚胺炭膜前驱体,并制备了炭膜.采用热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了不同聚酰亚胺前驱体的热分解特性及在热解炭化过程中化学结构、微结构的变化规律;测试了所制备炭膜的气体分离性能.结果表明,前驱体的自由体积分数显著影响炭膜的气体分离性能;聚合物结构越具刚性,自由体积越大,所得炭膜结构越疏松,极微孔道尺寸越大,越有利于气体分子在炭膜极微孔道中的渗透、扩散与传输.其中,刚性大体积基团芴基、酚酞cardo基团和六氟异丙基的引入能有效破坏分子链间的堆积,提高聚合物的自由体积,所形成炭膜的结构较疏松,均表现出优异的气体渗透性和分离选择性,超越了Robeson上限,解决了传统炭膜气体渗透性能低的问题.特别是采用羟基官能化聚酰亚胺前驱体制备的炭膜在保持较高气体分离选择性的同时,CO_2气体的渗透性高达24770 Barrer(1 Barrer≈7.5×10-18m2·s-1·Pa-1),可实现对CO_2的有效分离和捕集,展现出良好的商业化应用前景.     

新型自然循环自动清洗式蒸发器及设计原理

以高效蒸发器为目标，旨在以自然循环替代高能耗的强制循环泵、以自动清洗取代加热面盐垢的周期性停车清洗．主要研究沸腾室内的不平衡汽化过程机理，提出动力温度的新概念，采用显热与汽化热转换平衡的研究方法，得到自然循环推动力的工程设计计算式，并且由此引出推动力强化的基本原则，进而获得中试的成功．还提出加热室必须采用能够低流速下自转清洗又高效传热强化的螺旋齿带，才能保障循环总阻力低于推动力．     

平板湍流边界层整体摩擦阻力的振荡性

本文分别用流场显示和阻力测量两种实验方法,证明了平板整体摩擦阻力存在着振荡性,并得到了其振荡的一些规律和特点。另外,提出了一个与时间相关联的内层速度分布模型。并对其合理性进行了研究,从而导出一个与时间相关联的整体摩擦阻力模型。     

离心通风机蜗壳内部三维流动的测量和分析

利用五孔探针对离心通风机大宽度矩形截面蜗壳内部的三维流动进行了详细的测量 ,给出了蜗壳螺旋通道部分八个横截面内比较清晰的时均速度、静压和总压的分布图形 ,反映了二次旋涡的形成与发展、通流方向的扩压流动和叶轮轮盖外侧蜗壳空腔下部流动的变化、蜗舌附近的气流冲击和内泄漏现象等 ,并对这种蜗壳存在的主要损失进行了初步分类。     

新型微乳化柴油抛撒和云雾爆炸实验及其抑爆性能评估

为掌握新型微乳化柴油的抑爆性能和机理，开展了?10#柴油、普通微乳化柴油和新型微乳化柴油抛撒和云雾爆炸实验。采用灰色关联分析法，对柴油样品云雾爆炸火球的表面最高温度时的平均温度、高温（高于1 273.15 K）持续时间、火球最大截面积、火球辐射度等特征参数进行定量计算并评估其爆炸威力，又运用液体燃料抛撒和成像系统，研究柴油样品在激波及其高速气流作用下的抛撒雾化现象及其抑爆机理。结果表明:新型微乳化柴油的抛撒云雾径向扩展半径和云雾爆炸火球特征参数均明显小于?10#柴油、普通微乳化柴油，如在含水质量分数为5%的乳化柴油中分别添加质量分数为0.2%和0.4%的高分子聚合物防雾剂，形成的新型微乳化柴油的火球表面最高平均温度比?10#柴油分别低 296.90 和 336.90 K，高温持续时间比?10#柴油分别少 94 和 234 ms；火球最大截面积也分别只有?10#柴油的60.10%、53.53%；新型微乳化柴油的爆炸威力最小，抑爆性能最好，其次是普通微乳化柴油和?10#柴油；微乳化柴油的水分质量分数在15%以下时，多增加10%的水与添加0.2%防雾剂的抑爆效果相当；新型微乳化柴油抑爆性能较好的主要原因是柴油中添加防雾剂使其液滴黏弹性增大，在高速气流剪切作用不易破碎、雾化，液滴分散效果差。