旋风分离器减阻杆结构及减阻前后流场的测定与分析

报告了在旋风分离器内安装不同断面形状及尺寸的细杆（简称减阻杆）后对流动阻力降低及安装减阻杆前后旋风分离器内流场变化的测定结果，得出了减阻幅度与减阻杆插入长度和迎风面积及背风面曲率半径成正比、减阻杆使切向速度及轴向速度梯度减小、径向上静压梯度减小和轴向上逆压梯度减小等结论．本文同时对减阻杆的减阻机理及减阻时保证分离效率或提高分离效率的原因进行了分析．     

静电旋风分离器气相流场的数值模拟

对一内部安装电晕极的切向进口旋风分离器,以三维贴体坐标为基础,应用Bradshaw的修正k-ε湍流模型,用非交错的SIMPLE算法对静电旋风分离器的气相流场进行求解,计算结果与实验结果进行了对比。分析了电晕极的不同安装位置对旋风分离器流场的影响。从流场的角度来看,电晕极安装在筒体与排气管之间并靠近排气管的位置有利于提高静电旋风分离器的分离效率。     

立式水膜旋风分离器的除尘效率

本文讨论了立式水膜旋风分离器的除尘效率问题.报告了用立式水膜旋风分离器取代两台普通旋风分离器,较大地提高除尘效率的实验检测结果.实测表明,立式水膜旋风分离器的除尘效率在97%以上,可使烟尘排放浓度远优于国家一类地区环境标准.     

减阻杆气动阻尼研究

基于模态数据和准定常理论,建立了减阻盘-杆-后体这一弹性结构的气动阻尼分析方法;通过刚性模型的动导数风洞试验获得气动阻尼以验证方法可靠性后,计算分析了减阻杆结构在指定工况的气动阻尼特性. 结果表明: 所建方法可用于减阻杆系统的气动阻尼计算;计算工况的气动阻尼值均为正值,对减阻杆系统的振动起抑制作用;存在产生负气动阻尼的影响因素,各项因素对气动阻尼影响的量值有所不同,有待进一步研究.      

细长压杆临界挠度的一级非线性解

给出细长压杆临界挠度的一级非线性解, 从而简单明了地解释了材料力学教学中细长压杆临界挠度不能确定的原因.     

玻纤/环氧复合材料杆体力学性能的试验研究

通过进行玻璃纤维/环氧树脂复合材料正交试验, 获得了玻璃纤维/环氧树脂复合材料锚杆的最佳配比. 研究了固化时间与杆体承载能力的关系, 杆体直径对承载能力的影响.     

杆系结构内力图的程序化作图方法及应用

引入单元局部坐标系和整体坐标系, 根据两种坐标系中点的对应关系, 推导出整体坐标系中结构内力图上任意一点的坐标公式, 提出了结构内力图的程序化作图方法. 本文提出的绘图方法可用于杆系结构有限元计算结果的图形显示.     

扇形截面杆扭转问题的差分线法

导出了扇形截面杆扭转问题偏微分方程的差分线法常微分方程组, 并解析求解了该方程组, 得到了扭转应力函数的半解析解, 计算了扭转应力及扭转刚度. 计算过程中, 用追赶法计算 常微分方程组的特解, 用公式计算三对角矩阵的特征值与特征向量, 利用实对阵矩阵的特征 向量相互正交的特性避免矩阵求逆计算, 利用复化梯形公式计算扭转刚度. 整个求解过程在 角度方向离散微分方程和用复化梯形公式进行面积积分时引入了误差, 其他求解过程是精确 的. 计算结果与已有结果进行了对比, 显示了算法的正确性. 该算法对工程中扇形截面扭 转杆的设计有一定的实用价值.     

屈曲杆最大挠度的近似计算

利用特殊函数公式,得到第一类全椭圆积分在ρ→１时的近似展开,然后将近似展开式应用于屈曲杆问题,得到求解屈曲杆最大挑度的近似公式．该公式优于已有的屈曲籽大挠度的近似公式．     

功能梯度压杆后屈曲形态的数值计算

基于轴线可伸长杆的过屈曲精确数学模型,采用打靶法对两端简支功能梯度压杆后屈曲行为进行了数值分析.其中假设功能梯度梁的材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化.给出了不同梯度指标下FGM杆的后屈曲特征曲线,并与金属和陶瓷两种单相材料杆的相应特性进行了比较,分析和讨论了载荷、材料的梯度指数、长细比对杆后屈曲平衡路径的影响.     

非定常空泡闭合区域最大压力的理论研究

当物体在流体中高速运动产生空泡时,空泡通常以回射流的形式闭合在物体表面上,并在闭合位置对物体表面产生流体超压. 在物体表面上的空泡闭合位置一般不是固定的,其位置根据物体运动速度的变化、空泡压力的变化及重力场中的位置等因素而在物体表面发 生快速移动,在非对称情况下,这种移动超压会极大影响运动物体的稳定性. 基于势流理论研究了重力场中非定常垂直空泡闭合区域中最大压力的存在位置,推导了最大压力的理论公式,揭示了最大压力与空泡发 展速度之间的关系,证明了最大压力点的两个特殊流体性质. 最后设计了测量空泡闭合区域最大压力的验证性试验,并将理论计算结果与试 验测量结果进行了对比,验证了理论研究结果.     

RESEARCH ON PRESSURE WAVE PROPAGATION CHARACTERISTICS IN THREE-PHASE FLOW DURING MANAGED PRESSURE DRILLING

考虑虚拟质量力、相间阻力、气相溶解度及滑脱速度等因素,在双流体模型基础上,建立了控压钻井中油-气-钻井液三相流体压力波速模型. 将溢流气体视为气相,将溢流油相及钻井液相视为液相,液相弹性模量及密度等参数为油相及钻井液相中各参数的加权和,利用半隐式差分及小扰动理论等数学方法,借助计算机编程对其求解. 结果表明,当井底气侵量从0.36m³/h 增至3.6m³/h,波速减小峰值为498.59m/s,而相同的油侵增加量,波速呈缓慢减小趋势,波速减小峰值为19.21m/s;当回压从0.1MPa 增至9.0MPa,波速呈增大趋势,波速增大峰值为233.15m/s;不考虑虚拟质量力,在低频段引起的波速误差呈增大趋势,在高频段引起的波速误差峰值稳定于10.03%.     

带扰流小槽道内单相流动阻力特性实验

采用水作为工质, 实验研究入口或出口端加入圆柱扰流的不同高宽比多槽道散热器的压降特性; 结果表明: 单位长度压降随雷诺数成线性关系. 提出了雷诺数、水力学直径和槽道高宽比的拟合准则; 拟合公式在实验数据误差范围内很好反应类似系统的流阻特性. 对于线切割小槽道, 其摩阻系数和雷诺数成反比, 且较圆管理论值偏大; 对线切割槽道阻力特性分析发现, 表面粗糙度是其最主要的影响因素, 而扰流对其影响较小; 在槽道前部设置扰流柱可以增强换热.      

微重力气/液两相泡状流的摩擦压降

针对微重力条件下气／液两相泡状流动特征,建立了其摩擦压降的半理论模型：ｆＴＰ＝ＡＲｅ＾－１ＴＰ,并利用献报道的微重力实验数据,确定了模型参数Ａ的数值。     

不同狭窄率下理想血管中压降的修正研究

压降是诊断血管狭窄风险程度的医学指标之一,本文开展了基于零维血管压降计算模型的修正研究。针对不同狭窄率的三维理想狭窄血管模型开展了系列数值模拟,总结了狭窄率引发的压降变化规律。引入同时考虑狭窄率和雷诺数的压降修正模型,并结合数值模拟数据和模拟退火算法的训练方法确定了修正模型参数,得到了血管压降预测公式。通过与前人的零维模型进行对比,新修正模型有效提高了雷诺数在75~500,狭窄率在0.35~0.8范围内的压降估计的精度。

     

THE PRESSURE GRADIENT FORCE IN SIGMA-CO-ORDINATE OCEAN MODELS

The error in computing the horizontal pressure gradient force near steep topography is investigated in a primitive equation, σ-co-ordinate, numerical ocean model (Blumberg and Mellor, in Three -Dimensional Coastal Ocean Models, Vol. 4, American Geophysical Union, Washington D.C., 1987, pp. 1–16). By performing simple test experiments where the density field is allowed to vary in both the vertical and the horizontal direction, severe errors are detected in the areas where the isopycnals hit the sloping bottom. An alternative method of computing the pressure force (Stelling and van Kester), Int. j. numer. methods fluids, 18 , 915–935 (1994) is adopted, resulting in substantial reduction of the errors. However, a systematic underestimation of the calculated quantities is revealed, leading to erroneous depth-mean values of the pressure force. In this study a modification of the Stelling and van Kester method is proposed which seems to improve the overall performance of the method. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd. Int. j. numer. methods fluids 24: 987–1017, 1997.     

NUMERICAL ANALYSIS ON THE VELOCITY AND PRESSURE FIELDS INDUCED BYMULTI-OSCILLATIONS OF AN UNDERWATER EXPLOSION BUBBLE

假设水下爆炸气泡的内部气体在膨胀收缩过程中满足绝热条件,周围流体无黏无旋不可压缩. 基于势流理论,采用边界元法研究气泡动力学行为,重点关注气泡引起的流场脉动载荷以及滞后流特性,给出了相关的理论推导和数值计算方法. 通过将数值结果与解析解、实验值进行对比,数值模型的收敛性和有效性能够得到保证. 利用编写的程序进行计算和分析,发现在气泡加速膨胀阶段,流场压力在气泡径向不一定是逐渐衰减,还有可能以先增后减的规律变化;气泡射流后,为了能够继续描述环状气泡的运动以及流场特性,将此时的流场分为无旋场和一个布置在气泡内部涡环的叠加,计算过程中采用了一些数值技巧处理气泡的拓扑结构,得以连续模拟多个周期的气泡运动. 环状气泡具有相对较高的上浮迁移速度,而且在其顶部和底部附近分别形成两个高压区,顶部的高压区峰值相对较大,底部的高压区范围相对较大. 环状气泡中心轴上的流场速度会在气泡中心有一个加速过程,在气泡顶部附近又迅速减小.     

INVESTIGATION ON STABILITY OF PZT/EPOXY PIEZOCOMPOSITE WITH PRESSURE AND TEMPERATURE

With the universal test machine and temperature test chamber, the effect of pressure and temperature on the behavior of 1-3 and 1-3-2 piezocomposites prepared with PZT/epoxy in our lab has been investigated through electrical impedance and dielectric analysis. The permittivity, resonant frequency and dielectric loss of the composites have been measured under vertical stress and temperature, and the variety of the material properties under pressure and temperature could also be obtained. The pressure and temperature stability of the composites have been assessed through experiments. The data of these two types of composites indicated that the stability of 1-342 composite with pressure was better than that of 1-3 composite, and two composites have almost the same dielectric stability with temperature. However, 1-3-2 composite showed slower frequency variation than 1-3 composite.