热声交变流动中浮力效应理论分析

热声交变流动是热声热机的工作基础,研究交变流动机理有助于人们认识热声热机的工作过程。鉴于前人的理论分析一般没有考虑浮力效应的影响,本文从流体热动力学的角度研究了浮力对流与热声交变流动的耦合规律。基于线性理论方法,给出了考虑浮力项和热对流Rayleigh数的热声线性理论模型,分析了浮力效应对平行交变流动的影响,发现热对流...     

Experimental study of inverted annular film boiling in a vertical tube cooled by R-134a

An experimental investigation of inverted annular film boiling heat transfer has been performed for vertical up-flow in a round tube. The experiments used R-134a coolant and covered a pressure range of 640–2390 kPa (water equivalent range: 4000–14,000 kPa) and a mass flux range of 500–4000 kg m⁻² s⁻¹ (water equivalent range: 700–5700 kg m⁻² s⁻¹). The inlet qualities of the tests ranged from −0.75 to −0.03. The hot-patch technique was used to obtain the subcooled film boiling measurements. It was found that the heat transfer vs. quality curve can be divided into four different regions, each characterized by a different mechanisms and trends. These regions are dependent on pressure, mass flux and local quality. A detailed examination of the parametric trends of the heat transfer coefficient with respect to mass flux, inlet quality, heat flux and pressure was performed; reasonably good agreement between observed trends and those reported in the literature were noted.     

有限引导磁场下相对论环形电子注色散特性的研究

采用等效媒质处理方法来研究有限引导磁场下沿纵向运动的相对论环形电子注.首先建立运动坐标系以电子注纵向速度匀速运动,在运动坐标系中电子注可以被考虑成静止的磁化等离子体,再通过四维空间的洛伦兹变换得到电子注在静止的实验室坐标系下可以被等效为双各向异性媒质,其不仅具有张量形式的电导率和磁导率,还具有手征特性.在此基础上同时考虑了由于电子注表面波动所引起的表面电流密度.采用该方法研究了有限引导磁场下圆柱波导中沿纵向运动的相对论环形电子注,推导出该模型的色散方程,并进行了数值计算.计算结果表明该研究方法能够得到更准 关键词： 相对论环形电子注 磁化等离子体 色散特性     

基于正交试验法和数值仿真的环形降压槽结构优化

降压槽存在相互矛盾的阻力和粘损特性均受各结构参数的影响,合理的结构参数选择一直是降压槽设计的难点问题.环形降压槽结构优化设计涉及到多因素多水平问题,数值仿真和正交试验设计方法相结合可以有效地减少对实验的依赖和试验次数.对环形降压槽进行结构参数化建模,建立了幂律流体在降压槽环空流道流动的数值仿真模型,可完成不同结构降压槽性能的数值仿真分析;制定了降压槽3因素3水平的多指标正交试验,采用极差和方差分析方法对试验的结果进行了分析,并用综合平衡的方法确定最优的降压槽结构参数组合.最终得到了各结构参数对降压槽的粘损和阻力性能的影响规律以及最优的结构参数,可为环形降压槽的设计和改进提供有价值的参考.     

基于介质环形柱结构的二维光子晶体中Dirac点的实现

利用偶然简并方法在二维正方格子介质环形柱结构光子晶体中成功实现了Dirac点, 并利用平面波展开法对实现Dirac点的过程进行了研究. 研究结果表明, 对于二维正方格子介质环形柱结构光子晶体, 在一定的外径R_O范围内(0.37a<R_O<0.5a), 当Dirac点存在时(n>1.4), 介质环内径R_I与外径R_O满足一个不随介质环折射率n变化的恒定关系式. 同时, Dirac点对应的光子约化频率f随折射率n及外径R_O的增大而减小. 利用所得的关系式对特定介质环折射率n条件下能实现Dirac点的环形光子晶体进行了预判设计.     

复合材料变刚度薄圆环板的轴对称屈曲分析

假定正交各向异性薄圆环板的抗弯刚度沿径向按照任意函数形式连续变化,基于经典板壳理论推导出变刚度薄圆环板轴对称屈曲问题基本方程,并采用加权残值法计算了周边弹性约束时变刚度薄圆环板的临界屈曲值.与已有文献结果进行比较,验证了该方法的正确性和有效性.通过数值算例研究了弹性约束、刚度面内变化等对正交各向异性变刚度薄圆环板临界屈曲载荷的影响,研究结果可为复合材料变刚度薄圆环板的分析及优化设计提供参考.     

杯形件半固态模锻充型过程模拟及实验验证

半固态模锻生产过程中,合金坯料的充型过程对制件的成形及性能有较大影响。应用DEFORM软件,对6061合金杯形件半固态模锻进行数值模拟,研究了半固态合金坯料温度、压头预热温度、压头速度对充型过程及速度场的影响。结果表明:半固态合金坯料温度为620℃、压头预热温度为200℃,压头下压速度为40 mm/s时,半固态合金坯料的充型过程是沿着整个型腔充填,以"全壁厚"的形态向前推进,充型过程平稳;半固态合金坯料温度为620℃,压头速度为20 mm/s时,随着压头预热温度的提高,半固态合金坯料的充型过程有所平稳;随着半固态合金坯料温度的提高,充型过程变得不平稳;充型过程中的速度场对半固态合金成型件的组织均匀性有较大影响。     

变厚度圆环板的面内自由振动分析

基于二维线弹性理论,导出厚度沿径向线性变化的变厚度圆环板在面内自由振动的控制微分方程.用微分求积法(DQM)对微分方程及其典型边界条件进行离散,研究变厚度圆环板面内自由振动的无量纲频率特性.数值计算得到不同边界条件下内外半径比、厚度变化参数等因素对无量纲频率的影响.结果表明,圆环板内外边界在夹紧—夹紧和自由—夹紧条件下无量纲频率Ω随厚度变化参数α的增大而增大,在自由—自由和夹紧—自由条件下无量纲频率Ω随厚度变化参数α的增大而减小.     

Experimental study of the influence of annular nozzle on acoustic characteristics of detonation sound wave generated by pulse detonation engine

Acoustic characteristics of the detonation sound wave generated by a pulse detonation engine with an annular nozzle, including peak sound pressure, directivity, and A duration, are experimentally investigated while utilizing gasoline as fuel and oxygen-enriched air as oxidizer. Three annular nozzle geometries are evaluated by varying the ratio of inner cone diameter to detonation tube exit diameter from 0.36 to 0.68. The experimental results show that the annular nozzles have a significant effect on the acoustic characteristics of the detonation sound wave. The annular nozzles can amplify the peak sound pressure of the detonation sound wave at 90° while reducing it at 0° and 30°. The directivity angle of the detonation sound wave is changed by annular nozzles from 30° to 90°. The A duration of the detonation sound wave at 90° is also increased by the annular nozzles. These changes indicate that the annular nozzles have an important influence on the acoustic energy distribution of the detonation sound wave, which amplify the acoustic energy in a direction perpendicular to the tube axis and weaken it along the direction of the tube axis.     

强流环形电子束在同轴永磁Halbach结构磁路中传输的初步分析

利用有限元程序SUPERFISH计算求解了同轴永磁Halbach结构磁路的磁场, 并推导出该磁场位形磁感应强度各分量的近似表达式. 利用流体模型分析了作用在电子束上的力并导出了改进马丢方程形式的径向力平衡方程, 给出了平衡条件; 利用2.5维全电磁粒子模拟程序研究了强流环形电子束在该周期系统中传输的物理过程. 计算得出强流相对论电子束的稳定传输与电子束电流, 电子束厚度, 磁场强度, 电子束入射角度等因素有关. 分析认为利用同轴永磁Halbach结构磁路导引数KA的环形电子束, 并使之稳定传输是可能的. 同时该磁场聚焦形式也为Ubitron中的束--波相互作用提供了一个作用机制.