测量临界转速和拍的振动实验

介绍了一个测量单盘转子的临界转速和拍的频率的振动实验. 这个实验几乎涉及了单自由度系统振动的全部基本概念和理论,是一个比较典型的理论力学和振动力学课程的教学实验.     

连续油管井下力学行为模拟实验研究

连续油管作业系统在井下受力复杂,借助相关实验研究可为连续油管实际入井深度、连续油管屈曲、锁死及解除锁死等问题提供解决思路. 根据相关理论计算结果确定了合适的实验系统几何参数. 设计了实验台架,进行了不同规格模拟连续油管和不同弯曲段长度实验. 分析了屈曲、螺旋屈曲锁死、首端屈服等实验现象,提出了螺旋屈曲锁死的条件. 实验结果与理论计算结果吻合较好. 该实验为连续油管井下力学行为分析提供了依据.     

激发大学生材料力学实验动手与分析的能动性

通过材料力学实验教学的理解和体会,介绍了如何激发学生自主动手和主观能动地寻找、分析实验中出现的科学问题的教学理念和教学方式. 以典型的材料力学性能参数检测试验课为例,实现教学中师生互动,启发学生在试验中``听其声,观其形'寻找科学问题并领悟关键内容与寻找答案的方法.     

不同长细比圆钢管混凝土柱偏心试验研究

针对不同长细比圆钢管混凝土短柱试件进行了试验研究, 介绍了试验参数、试验装置和方法, 得到载荷与应变、载荷与挠度的曲线, 分析了长细比对该类构件力学性能的影响规律, 并应用相关规程进行了极限承载力的验算, 针对该类构件在工程中的应用提出了合理的建议. 结果表明, 随着长细比的增大, 钢管对核心混凝土的约束作用不断减弱, 极限承载力也明显下降, 而其横向变形能力逐渐减弱, 在延性方面则影响不大. 试件达到极限承载力时对应受压区的纵环向应变也比较大.     

流体黏性对输流管道运动方程及临界流速的影响

考虑实际流体黏性引起的管内流速非均匀分布,针对层流和两种不同的湍流流态,对理想流体情况下输流管道运动方程中的离心力项进行了修正,得到的修正系数分别为1.333(圆管层流)、1.020(光滑管壁圆管湍流)和1.037～1.055(粗糙管壁圆管湍流).根据修正后的运动方程得到的上述3种情况下的发散失稳临界流速比理想流体流动情况下依次分别低13.4%,1.0%和1.8%～2.6%.流体黏性对输流管道运动方程及临界流速的影响只与流态有关,雷诺数决定流态,而黏性系数通过雷诺数间接起作用.     

材料力学实验教学中的光弹性实验改革

介绍了对材料力学实验教学中的光弹性实验进行改造并同弯曲正应力实验合并,从而形成新的光弹性实验的改革情况.     

高桩码头不均匀沉降模型实验与数值模拟

以使用5年以上的高桩码头的大管桩为研究对象,采用模型实验的方法对大管桩的不均匀沉降进行了系统研究. 首先通过量纲分析,确定模型实验的各个物理量和相关参数,以及模型材料(PVC管)等; 然后利用电测技术,经过大量实验,获得大管桩的不均匀沉降量和变化规律; 同时,利用数值模拟,分析了大管桩不均匀沉降变化规律,验证了模型实验结果的可靠性, 说明了利用数值模拟方法分析大管桩不均匀沉降是可行的.     

非牛顿流体力学实验的开发

介绍了在所研制的非牛顿流体力学实验装置上,进行的基础性-提高性-研究性实验. 基础性实验包括爬杆、射流胀大、无管虹吸演示实验;提高性实验包括流变特性、出口压力测试实验;在以非牛顿流体润滑脂为例的流变特性实验时,发现存在壁滑移,进行了存在壁滑移时的流变特性和在管道流动中的壁滑移减阻研究性实验.     

“陀螺效应”的实验与教学探索

介绍了一种简单易行的关于陀螺效应的课堂实验方法和教学方法,并对实验结果和教学效果进行了分析.     

深水钢悬链线立管触地区疲劳实验系统设计

深水钢悬链线立管(steel catenary riser, SCR)触地区易发生疲劳破坏, 且疲劳寿命预测问题是目前理论计算与数值分析的难点, 通过实验能更好地促进理论和数值研究. 因此在相关理论研究基础上, 设计一套SCR触地区疲劳实验系统, 模拟实际工作状况, 考虑张力、弯曲、内外压与管土相互作用等因素的变化组合. 该实验系统为以后开展深水立管疲劳实验、研究SCR触地区疲劳破坏机理以及准确预测SCR触地区的疲劳寿命奠定基础.     

垂直湍流液-固流中大颗粒的相对速度

通过量纲分析和实验测量,对于垂直、局部均匀的湍流稀态液一固流中,大颗粒的相对速度,建立了无量纲参数表达式．用分析和实验相结合的方法,确定了表达式中无量纲参数的幂次及有关系数．实验中用激光多普勒分相测量技术,分别测出流体和颗粒的时均速度结果表明,大颗粒相对速度强烈依赖于流体雷诺数,当流体雷诺数较高时,其幂次渐近于1.5。     

VIBRATION AND STABILITY OF VERTICAL UPWARD-FLUID-CONVEYING PIPE IMMERSED IN RIGID CYLINDRICAL CHANNEL

A theoretical model is developed for the vibration and stability of a vertical pipe subjected concurrently to two dependent axial flows. The external fluid, after exiting the outer annular region between the pipe and a rigid cylindrical channel, is conveyed upwards inside the pipe. This configuration thus resembles of a pipe that aspirating fluid. The equation of planar mo- tion is solved by means of the differential quadrature method （DQM）. Calculations are conducted for a slender drill-string-like and a bench-top-size system, for different confinement conditions of the outer annular channel. It is shown that the vibrations of these two systems are closely related to the degree of confinement of the outer annular channel. For a drill-string-like system with narrow annuli, buckling instability may occur in the second and third modes. For a bench-top-size system, however, both buckling and flutter may occur in the lowest three modes. The form of instability depends on the annuli size.     

旋转直管内气固或液固两相流动浓度分布

本文针对旋转直管内气固或液固两相流动，建立了经过适当简经处理的颗粒无量纲运动方程，得到了稳定状态下直管内颗粒的浓度分布公式，从而为气固两相流风机或液固两相流泵的颗粒浓度分布研究打下了基础。     

不同润湿性纳米通道内库埃特流动的模拟

利用非平衡分子动力学模拟方法, 模拟了两无限大平行平板组成的纳米通道内的库埃特流动, 并给出了壁面润湿性和速度对流场密度、速度分布及壁面滑移的影响规律.数值模拟中, 统计系综采用微正则系综, 势能函数选用LJ/126模型, 壁面设为刚性原子壁面, 温度校正使用速度定标法, 牛顿运动方程的求解则采用文莱特算法.结果表明, 纳米通道内流体密度呈对称的衰减振荡分布, 且随壁面润湿性的降低, 振荡幅度减小, 振荡周期保持不变;滑移量随壁面润湿性的提高而降低, 甚至在亲水壁面时出现负滑移现象;随壁面速度的增加滑移速度逐渐增大, 且在流体呈现非线性流动阶段其增幅显著加大.另外, 还发现当壁面设置为超疏水性时, 壁面滑移呈现出随润湿性降低而减小的反常现象, 并基于杨氏方程对其进行了解释.     

绕水翼空化流动及振动特性的实验研究

空化是发生在水力机械内部的一种水动力现象,其发展具有显著的非定常特性.空化流动中空穴的脱落以及溃灭会诱发结构振动,对水力机械的效率、噪声、安全性等造成影响. 研究空化流动中结构的振动特性具有重要的工程意义. 采用实验的方法研究了绕NACA66 水翼空化流动的空穴形态和水翼振动特性. 实验在一闭式空化水洞中进行. 采用高速摄像技术观测不同空化阶段的空穴形态,应用多普勒激光测振仪测量水翼的振动速度,并通过一套同步系统实现了高速相机和多普勒激光测振仪的同步触发和测量. 采用小波分析方法对不同空化阶段下的空穴形态和水翼振动数据在时域和频域中的特性进行了分析.对云状空化阶段的同步测量结果进行了研究,分析了振动与空穴发展过程的联系. 结果表明,随着空化数的降低,流场经历了无空化、初生空化、片状空化和云状空化4个阶段,水翼的振动强度呈逐渐增大趋势. 在片状空化和云状空化阶段,空穴脱落导致水翼振动,诱发的振动频率与空穴脱落频率相同. 对于云状空化,在附着型空穴生长阶段水翼发生高频小幅度振动,在空穴脉动和断裂脱落期间水翼表现为低频大幅振动.      

节水水嘴起泡器气液两相流数值模拟

为了研究节水水嘴起泡器内部两相流的流动规律,采用Fluent软件对其内部流场进行数值模拟.根据起泡器内部流场的流动特性,采用欧拉两相流模型以及RNG(re—normalization group)κ-ε湍流模型,分析起泡器出口截面气液两相体积分数和速度的分布特点.结果表明:增大入口水流速度可以加快分散出口截面气液两相的分布,缩短流体流动的稳定时间;整流网具有分散流体,降低流速的作用;错开整流网相邻层之间的网格可以改善出口截面的液相分布;本模型中整流网采用三层网格达到较好的出水效果.     

DEPOSITION OF PARTICLES IN TURBULENT PIPE FLOW

1. Introduction Deposition of particles from turbulent flowing suspen- sions on wall is important in many engineering applications. Examples include fouling of power generation equipment (heat exchanger surface, gas turbine blades, etc.), flue gas clean-up, air-cleaning, deposition of droplets in cooling duct, etc. To predict required maintenance intervals and provide allowance in designing, a quantitative analysis of the deposition rate is necessary. In turbulent pipe flow, the main depositio…     

BEHAVIOR OF OBSTRUCTED SQUARE BUOYANT VERTICAL JETS IN STATIC AMBIENT (Ⅱ)-ANALYSIS ON BEHAVIOR OF FLOW FIELD

Based on a series of numerical calculations, the behavior of flow field in obstructed square buoyant vertical jet is summarized and analyzed. Based on the axial line velocity distribution, the flow after the disc can be divided into three regions, i.e.,recirculation region, transitional region and self-similar region The characteristic of selfsimilarity of upright velocity was validated. The three regions can also be distinguished based on the axial velocity. The axial velocity in self-similar region was found to obey the same law and the formula presented by introducing the velocity expression used by Chen and Rodi. The isolines of pressure on cross-sections of different heights were displayed and the production, expansion, breaking and disappearing of negative pressure regions were found.     

多圈管冻结模型试验水热力分析研究

人工多圈管冻结过程中的温度场、应力场及水分场的相互作用,是一个非线性多场耦合问题,影响因素多. 本文以淮南顾北矿作为模型设计原型,通过模型试验对多圈管冻结土体过程的温度场、应力场及水分场变化进行研究,获得了冻结温度场、冻结压力及含水量随冻结时间的变化规律,其成果对建立水热力耦合数学模型提供可靠依据并能更好的指导矿井工程实践.