液氢加注系统低温管道中的两相流仿真与分析

在液氢加注输送过程中,由于其具有低温和高压的特性,极易产生气液两相流,而使管道发生过压故障.因此,对液氢管道的仿真研究有着重要作用.文中对裸态和防护后的液氢管道进行建模计算,并通过AMESim软件的两相流库对氢物理属性和管道模型进行仿真分析,然后对系统的对液氢输送管道进行了应用改进与分析.仿真结果表明:液氢在裸管道中输...     

振动对水平管内液氢两相流影响的数值模拟

液氢加注过程中,管路的振动会影响液氢加注的安全性与效率。为了研究低温管路振动对液氢加注过程的影响,从而使得加注过程快速安全进行,建立了液氢管路的三维模型,采用流体体积函数(VOF)耦合水平集(Level-Set)方法,针对不同管路振动频率及振幅条件,模拟并分析了管内液氢两相流的流动及传热特性。研究结果表明,管路振动在频率和振幅较大时增强了液氢与管路之间的换热,使得管内气泡增多;管内的压降随着振幅频率的增加而增大,管路的振动破坏了管内液氢气液两相流的稳定边界,并且促进了气泡的分离与聚合,进而影响了低温输运管路的稳定性。通过数值模拟为液氢的加注提供了理论指导。     

低温下双温区多管道绝热支撑设计及数值模拟研究

本文以液氢温区下的双温区多管道为研究对象, 对其进行了热流分析, 建立了几何模型, 采用有限元方法进行了热-结构耦合分析求解, 分析了不同壁厚及不同支撑宽度下漏热、 应力及形变的变化规律. 研究结果表明: 壁厚减小时, 漏热值减少, 绝热支撑总体应力增加, 支撑形变增大; 宽度减小时,20 K 温区漏热量减少,80 K 温区漏热增加, 总漏热量减少, 支撑应力增大, 最大形变量增大. 最终, 针对某工程使用的双温区四管道, 拟合出了壁厚与漏热、 最大应力及最大形变量变化规律的曲线、 方程, 宽度与双温区漏热、 最大应力及最大形变量变化规律的曲线、 方程. 在应力、 漏热、 形变量均允许的情况下, 得出最薄壁厚可取到1 .576 mm; 在壁厚取为2 mm 时, 得出最小宽度可取为0.572 mm.     

基于等效电路低温推进剂加注系统固有频率分析

系统的固有频率的研究对流固耦合振动具有重要意义,本文基于等效电路的方法,对低温推进剂加注系统固有频率开展研究,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建等效电路进行固有频率求解,最后计算了典型加注系统管路在不同管路参数以及流体物性参数下的系统一阶固有频率,该方法更为直观地获得管路参数和流体物性参数对系统固有频率的影响规律。研究表明,加注系统的固有频率与加注管道长度有关,在管径为0.15 m下当加注管从5 m增加到25 m时其固有频率减小了22.5%,且增加蓄压器后系统的固有频率也会减小。研究结果可为低温推进剂管路设计和减振防护提供技术依据。     

低温推进剂温度测量的线性化处理研究与应用

通过对铂电阻温度传感器的低温特性研究及其在运载火箭低温加注管道中的热平衡状态仿真,分析影响低温推进剂温度测量精度的关键因素,并采用线性化处理和补偿的方法进行误差修正。实践表明,该方法有效提高了测量精度,实现了综合测量误差小于0.25 K的目标。     

液氧加注系统阀控瞬变危害性仿真研究

对液氧加注系统中的直流式低温截止阀进行二维模型建立,利用FLUENT动网格技术和UDF函数对液氧加注时阀门的关闭过程进行动态模拟,分析管道中低温液氧的瞬变过程,对不同关阀时间和不同加注流量下瞬变压强进行研究,结果表明:关阀所用时间越长、加注流量越小瞬变危害性越小。研究可为液氧加注系统阀门控制提供理论依据,减小低温加注时的不稳定性。     

液氧加注系统仿真研究

利用SINDA/FLUINT软件,对某液氧加注系统进行1:1建模,对预冷和大流量加注过程中的流体温度、压力、流量等主要参数进行仿真分析,通过仿真结果与加注任务实测数据的对比,验证了低温加注过程系统级仿真预示的可行性。     

低温加注系统实时故障诊断技术研究

目前,我国一些低温加注系统不具备自动化加注能力,系统效率较低,加注过程具有较大的不确定性,给低温推进剂顺利加注和系统带来隐患。实现加注过程的实时故障诊断,是低温加注过程完全自动化的重要前提和基础。该文提出了低温加注系统实时故障诊断的原理、仿真模型建立方案,以及故障判据的建立及判断方法等。     

低温液体充填管路的数值计算

在低温液体的管路输送中,充填过程是一个使管路热负荷大幅减少的预冷却阶段,了解其特征规律非常重要。本文通过建立一维模型,对水平液氢加注管的预冷过程进行了数值计算,求得了各时刻管路的壁温分布,以及预冷却过程所用的时间。初步分析了低温液体充填管路过程中,管壁与工质的温度分布特点,以及管路长度、管径与加注流量对预冷却时间的影响。     

液氧加注盲支管填充过程及影响因素仿真研究

对液氧加注系统中的盲支管填充过程进行了仿真,研究了液氧蒸气腔填充过程中的瞬变流动现象,分析了危害程度影响因素,评估了填充冲击的危害性。结果表明,危害性的大小与盲支管的直径和长度成反比,与主管道背压成正比。研究结论可为发射场液氧加注系统和加注工艺流程的设计优化提供参考。     

基于微米颗粒填充的粉末低通滤波器仿真

粉末滤波器是一种可应用于超导量子计算等低温实验系统的低通滤波器, 随着频率的升高滤波器会对信号产生急剧的有效衰减, 粉末滤波器的填充材料、 中心导线长度、 线径和结构等参数会对它的频率响应特性产生影响. 本文利用 CST 微波工作室基于微米颗粒填充的方式, 首次对不同中心导线结构的粉末滤波器性能进行三维仿真研究, 仿真结果与实测结果对比后的定性一致性, 说明仿真方法的可行性和准确性. 仿真方法的提出可以有效地加快滤波器结构的迭代速度, 从而降低研发周期和成本, 方便可应用于超导量子计算的新一代粉末滤波器的开发.     

ICF平面冷冻靶制备中充气速率效应

基于自主研制的平面冷冻靶打靶系统及微管注入法充气/冷冻技术,探讨了不同充气速率对平面冷冻靶制备的影响。研究表明:随着充气速率的减小,靶盒内氢气压强的变化速率越小,液化过程越明显,并且持续的时间越长;充气速率越小,越能准确测量液氢在该温度下的饱和蒸气压。同时,确定了最佳充气速率,建立了利用饱和蒸气压标定液氢温度的方法。研制的平面冷冻靶已经成功提供ICF物理实验。     

高温超导磁悬浮环形杜瓦的漏热分析

对高温超导磁悬浮环形杜瓦进行了漏热分析。在杜瓦内部采用真空多层绝热结构,并在整个外表面包裹了玻璃微纤维深冷绝热纸,工艺简单,绝热效果良好。通过传热学理论分析和计算,得到杜瓦的漏热量及液氮的损耗量。结果表明,固体传导漏热为主要的漏热来源,液氮维持的时间能达到技术要求的10小时,整个杜瓦装置的绝热性能良好。     

海底混输管道停输和再启动瞬态流动规律研究

本文采用大型实验环道模拟和OLGA软件结合探索海底混输管道在停输和再启动过程中的瞬态流动规律.实验模拟表明气液同时停输过程中没有出现过减现象;在保持气量不变的情况下,将液量突然增加,会出现压力过增现象.OLGA软件模拟表明在停输过程中,管线沿线温度下降,可能出现水合物;再启动过程中,平台终端的液量波动幅度很大;停输过程中,整条海底管线的总持液量不断减小,但幅度不大,再启动过程中,总持液量急剧增大,之后又重新达到稳定.     

傅里叶变换求取叠栅条纹微小位移的精度分析

提出了借助于傅里叶变换提取叠栅条纹相位分布的途径来获得条纹微小位移量的方法中，图像的截断必然会产生频谱泄漏，从而引入数据处理的误差。详细分析了傅里叶变换中频谱泄漏产生的原因及其对测量误差的影响，提出了图像处理时，通过外插值将截断区域延拓为叠栅条纹周期整数倍时可以减小甚至忽略频谱泄漏所引起的相位计算误差，并对此进行了数值模拟以及初步的实验验证，证实了该方法的有效性，为叠栅偏折法应用于微细尺度流动与传热的实验研究提供了有效的技术途径。     

Research on temperature characteristics of liquid crystal filter

The effect of temperature on the spectrum characteristic of the liquid crystal filter in the region of visible light was investigated theoretically and experimentally in detail. The conclusion shows that with the increasing temperature, the center wavelength of the filter will shift toward the short wavelength, and the center wavelength of the filter will shift toward long wavelength as the temperature decreases. The result of numerical simulation is in excellent agreement with the experiment result. In addition, the experiment results indicate that with the increasing temperature and reducing wavelength the transmittance of liquid crystal filter will reduce. According to the above conclusion we propose a new structure for maintaining a stable central wavelength output of the liquid crystal filter with the changing temperature, and it does not require temperature control equipment, is easy to operate, and has no need to look for special temperature coefficient birefringence, etc. This structure may find a certain application for liquid crystal filter as we believe, particularly, in the condition of different environment temperature.     

ITER�۱�װ���лҳ������������յij�������

ITER聚变装置在运行过程中会产生大量的灰尘,当发生事故冷却水进入时,与热的灰尘发生反应产生氢气。氢气聚集后可能会燃烧甚至爆炸,对装置产生破坏。运用CFD的方法对“Wet Bypass”事故后反应产生的氢气风险进行了分析评价,得出在事故的初始阶段氢气达到了燃爆的风险,不同流量的冷却水泄漏进入真空室内会带来不同的氢气风险强度,在冷却水进入量十分大的情况下会惰化灰尘产生的氢气风险。并对注入二氧化碳惰化真空室气体空间的措施进行了分析,在事故发生的初期以较大速率充入二氧化碳能够降低氢气带来的风险。     

脉动热管的接触角滞后和毛细滞后阻力

脉动热管通常采用毛细管制造,液塞在运动过程中前进接触角和后退接触角随着管径、管长、充液量、传热量和工质的选择会有很大的不同,存在着毛细滞后效应的影响。本文对毛细管中单个液塞在运动过程中两个接触角和毛细滞后阻力进行了分析。结果表明,接触角滞后对于上述参数变化比较敏感,接触角滞后对于运行是不利的.可以通过毛细管的选取、工质的选择和充液率的改变等来消除毛细滞后的影响。得到的结果对于进一步完善脉动热管的物理模型有重要参考价值。     

The collapsing bubble in a liquid by molecular dynamics simulations

Molecular dynamics simulations have been made of a collapsing bubble or cavity in a simple liquid. Simulations of a Lennard-Jones liquid reveal that the collapsing process takes place in a series of stages. First, the ‘hottest’ molecules from the high kinetic energy tail in the Maxwell—Boltzmann distribution diffuse into the empty cavity. This is followed by a gradual filling in of the cavity until the density in the centre is a little lower than that of the bulk liquid. The system eventually reaches a final new equilibrium liquid state through a subsequent slower equilibration phase. The bubble fills in an oscillatory manner, by partly filling in, and then partially emptying, and so on, with ever decreasing amplitude towards the final uniform liquid state. These density oscillations are more obvious in systems with a larger bubble. Similar oscillations are observed in the kinetic energy of the molecules at selected radii from the centre of the initial bubble. The maximum temperature occurs typically at the end of the initial fillingin stage during which the density of the core undergoes a vapour-to-liquid phase transition, the released latent heat probably contributing to the temperatures achieved in this region. The average maximum temperature found in the smallest system examined is about nine times the critical temperature, which is about 6000 K for water, thus suggesting a simple mechanism for producing molecules with the sorts of kinetic energies and lifetimes required for sonoluminescence.