最新刊期
2010年第44卷第9期
- 摘要：采用激光诱导荧光法结合数字图像处理技术对水平管外降膜流动的液膜厚度进行了测量,得到了常温常压下水在水平光滑管和Turbo-CII强化管外降膜流动的过程中,液膜厚度随流量、管周角度和液体分布装置布液高度变化的规律.采用Fluent软件对单根水平管外的流动情况进行了二维数值模拟,并把计算结果和实验结果进行了对比.实验和模拟结果表明:上半周的液膜厚度比下半周的大,且在水平管上半周沿顺时针方向随着角度的增大而变小,而在水平管下半周变化不大,液膜最薄点出现在水平管下半周靠近90°附近的位置;液膜厚度随着流量的增大而变大,随着布液高度的增大而变小;管外液膜流动有波动,上半周的液膜波动比较大,Turbo-CII强化管外液膜表面的波动要比光滑管的小.关键词：水平管;膜厚测量;激光诱导荧光法;数值模拟3612|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：研究、对比了均匀和非均匀风速下蒸发器的性能,实验测量了某空调蒸发器表面的风速非均匀分布,数值模拟了该非均匀风速下蒸发器的性能,实验验证了非均匀风速下模拟结果的准确性.研究结果表明:非均匀分布时风速比均匀风速大的管路换热量较之均匀风速时的有所增加,风速比均匀风速小的管路换热量较之均匀风速时的有所减小,且换热量减小的幅度比增加的更加显著;传热系数随风速非线性增加;各支路出口状态差别越大,蒸发器换热量的衰减幅度就越大.关键词：非均匀风速;传热系数;换热量;蒸发器3033|6|4更新时间：2025-07-09
- 摘要：采用微分计算方法,在考虑、不考虑燃油中溶解氧逸出这2种极限情况下,建立了燃油箱气相空间冲洗惰化的数学模型,并用实验数据验证了模型的正确性.以无氧逸出模型为基础,定义了物理意义明确的惰化率、气相体积换气次数和总体积换气次数3个参数,用于简捷描述惰化效果及所需要的冲洗气量.研究结果显示:在无氧逸出模型中,气相体积换气次数及惰化终了时气相空间的含氧量与载油量无关,而总体积换气次数随载油量的增加线性减少;在有氧逸出模型中,由于受从燃油中逸出氧气的影响,气相体积换气次数随载油量增加而急剧上升,而总体积换气次数仍与载油量成反比关系;当载油率相同时,有氧逸出模型的换气次数大于无氧逸出模型的换气次数.在进行实际冲洗惰化设计时,可在这2种模型的计算结果之间选择合适的值来估算富氮气体的流量.关键词：燃油惰化;冲洗;换气次数;燃油箱;气体逸出3245|4|11更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对含氢鼓包缺陷液化气罐的安全运行问题,提出了一种基于J积分的安全分析方法.首先利用外观、磁粉和超声检测等手段确定液化气罐氢鼓包的位置和形貌;然后利用有限元法软件Abaqus对缺陷进行模拟分析,得到缺陷处的应力分布,并分别采用直接法(JA)和应力强度因子法(JK)计算裂纹尖端的J积分值;最后利用直接法得到的J积分结果对该液化气罐进行安全分析.结果表明:氢鼓包内压力为5MPa时,用JK计算的J积分值比用JA计算的大1.55倍;在氢鼓包内压力为3MPa和1MPa时,用JK计算的J积分值比用JA计算的大0.10倍.可见,如果用JK进行安全性评价,会过高估计裂纹的扩展;如果利用JA进行安全评估,当氢鼓包内压力增加到3MPa时裂纹很有可能会继续扩展,应进行监控或及时对氢鼓包缺陷进行处理.关键词：液化气罐;氢鼓包;有限元法;裂纹;J积分3442|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：提出了一种带中间节流的新型自复叠热泵系统.通过增加节流元件来调节中间压力,以实现系统的气液分离器进口制冷剂状态与冷凝器出口制冷剂状态相对独立.用自编制的循环性能程序对新型的和传统的自复叠热泵系统进行了理论对比分析,结果表明:采用新型自复叠热泵系统,经较充分换热后冷凝器出口制冷剂在具有一定范围且干度较小的条件下,通过调节中间压力可避免压缩机吸气带液,从而提高系统性能,解决传统自复叠热泵系统的性能不稳定问题.与最优工况下的传统自复叠热泵系统相比,所提系统能使制热性能提高19.1%,容积制热量提高28.9%.关键词：热泵;自复叠系统;冷凝器;中间压力;循环性能3311|5|6更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对无阀压电泵截止性能和工作输出压力的不足,设计了一种新型三腔蠕动式主动阀压电泵,分析了蠕动式压电泵的工作原理,对蠕动式压电泵的结构进行了研究,建立了压电泵的核心部件——阀的结构模型.采用ANSYS软件对阀的结构参数进行了优化,得到了阀结构优化参数,并制作了压电泵实验样机,对压电泵的流量、背压进行了实验测试.实验结果表明:该主动阀压电泵输出水的最大流量为220mL/min,最大正向背压为15.8kPa,且泵气能力远大于泵水能力,最大泵气量为5142mL/min.该压电泵在医疗器械、液体冷却、生物工程等领域有广阔的应用前景.关键词：压电泵;蠕动式;主动阀;优化3431|12|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：为实现对液压缸活塞杆振动中心平衡位置偏置量的精确控制,提出2D阀与电液数字阀并联机构的新方案.在产生相同流量平均值的条件下,将并联机构等效为正开口滑阀,求解出振动中心的平衡位置,然后将并联数字阀等效为恒定负载,推导出偏置控制下振动波形的解析解.在5～200Hz范围内进行振动疲劳试验,试验结果表明:当2D阀阀开口一定时,并联数字阀阀口与活塞杆振动中心平衡位置点成线性关系,但偏置量不会大于最大振幅,振动波形类似正弦波;当并联数字阀阀口一定时,随2D阀阀口面积系数的增大,偏置的平衡位置点减小,振动的最大位置点呈先减小再增大的规律;当振动频率为200Hz、并联数字阀开口面积占最大并联阀阀口面积的25%时,振动的最大位置点在2D阀阀口面积的20%处最小.这一并联机构不仅能提高频响,保证电液激振器工作频率和激振幅值的分别控制,而且能够实现偏载量的独立、精确控制.关键词：2D阀;偏置控制;振动波形2877|6|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：采用移动粒子半隐式法在三维情况下对液滴斜向撞击液面的过程进行了数值模拟,很好地解决了撞击过程中自由液面的大变形问题,捕捉了液滴变形、冲击凹坑和液柱凸起3个特征现象及其发展变形过程,分析了不同撞击角度对液柱凸起的高度、角度及运动前沿的影响.结果表明,液柱凸起最高点的运动在水平方向上基本匀速,液柱凸起与水平面的夹角随撞击角度减小而减小,当凸起达到最高点后,该夹角将在重力与黏性作用下骤减.关键词：移动粒子半隐式法;斜向撞击;数值模拟3263|11|5更新时间：2025-07-09
- 摘要：采用美国航空航天学会阻力测试小组提供的多块对接网格,结合Spalart-Allmaras、Wilcox’sk-ω和Menter’s k-ω SST三种湍流模型,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程、数值模拟DLR-F6翼身组合体的流场来研究阻力计算精度,考查网格和湍流模型对翼身组合体构型气动特性的影响.结果表明:三种湍流模型得到的机翼表面压力系数分布与实验数据吻合良好,气动力随攻角的变化趋势与实验结果一致;Spalart-Allmaras模型得到了网格收敛结果,所得阻力优于其他软件的结果;网格密度对阻力有影响,对机翼表面压力系数分布无明显影响;湍流模型对机翼表面压力系数分布的影响主要体现在激波位置上,对升力影响较小,对阻力(尤其是摩擦阻力)影响显著,对翼根处的流动分离有一定影响;在跨声速流动中,Menter’s k-ω SST模型的结果最接近实验数据.关键词：阻力;Navier-Stokes方程;湍流模型;翼身组合体4631|4|6更新时间：2025-07-09
优秀博士论文摘登
- 摘要：采用直接数值模拟方法对绕截面中心轴旋转的方通道内的充分发展湍流进行了数值模拟,湍流雷诺数和普朗特数分别为400和0.71.为了分析浮升力对流体运动的影响,给出了不同格拉晓芙数Gr下的主流平均速度场、温度场、二次流、湍流强度、雷诺应力等湍流统计量的分布情况,并对旋转效应的稳定与否以及由此对湍流统计量的影响进行了分析.结果表明:旋转效应稳定的区域湍流受到抑制,旋转效应不稳定的区域湍流增强,随Gr的增加旋转效应稳定性变得更加复杂; 浮升力对流场和温度场有明显的影响,随Gr的增加影响更加明显.关键词：方形通道;湍流;换热;浮升力;直接数值模拟3349|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：基于Langtry-Menter转捩模型的Menter SST两方程模型,通过数值求解了三维非定常雷诺时均Navier-Stokes方程,研究了雷诺数(Re)和来流湍流强度(IFSTI)对Pak-B低压透平叶片吸力面流动分离的影响.计算结果表明:该湍流模型能够较好地预测低压透平叶栅内流动特性,并能有效捕捉到叶片吸力面上流动分离和再附位置; 随着Re和IFSTI的增大,叶片吸力面流动分离均有大幅度的减少.在Re和IFSTI较低的条件下,数值分析了涡流发生器(VGJ)对低压透平叶片表面流动分离的控制效果,结果表明:VGJ的引入能够有效抑制甚至消除低Re条件下叶片吸力面上的流动分离,减小总压损失和尾迹宽度.在VGJ流动控制中,存在着最佳吹气比,由此可获得最佳的流动控制效果.吹气比太小,不能有效抑制流动分离; 吹气比太大,射流与主流掺混加剧,流动损失增加.当VGJ吹气比为2时,流动控制效果最佳,相对于无VGJ控制时的总压损失减少了45%.关键词：流动分离控制;涡流发生器;低压透平叶片;数值模拟3466|5|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：用具有逆压梯度的平板分离流动模拟低压透平叶片吸力面的分离流动,采用基于动力Smagorinsky亚格子应力模型的大涡模拟对逆压梯度条件下布置在平板上单个球窝的流动特性及球窝对边界层分离流动控制的效果进行了研究,详细考察了球窝前沿边界层厚度和球窝深度的比值R分别为0.378、0.994和1.453时球窝的流动特性和控制性能.结果表明:R较小时控制性能最好; 球窝内部的马蹄涡对球窝的流动起主导作用; 球窝内的马蹄涡周期性脱落并在球窝尾迹区形成发夹涡排,发夹涡涡腿紧贴壁面形成流向涡,流向涡卷吸主流高能流体,由此增强了边界层能量.马蹄涡和发夹涡排对分离流动控制起主要作用.关键词：大涡模拟;低压透平;球窝;分离流动;流动控制3619|4|4更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了保障高速透平膨胀机的稳定性,针对高速透平膨胀机转子临界转速的确定问题,分别讨论了Prohl递推法、Riccati传递矩阵法和有限元QZ(FEQZ)法在各向异性的弹性支承轴承转子系统阻尼临界转速计算中的优缺点.考虑到透平膨胀机实际的结构和应用情况,建议气体轴承支承高速透平膨胀机转子临界转速的计算方法采用FEQZ法,同时运用Matlab语言分模块设计了计算程序,大大简化了编程过程,提高了计算精度.在此基础上,通过在实际工况参数范围内的实例,分析了某透平膨胀机转子支承刚度和阻尼对转子系统阻尼临界转速的影响,并与工程实验数据进行了对照,从而验证了模型与分析计算的可靠性.关键词：临界转速;气体轴承;透平膨胀机;有限元QZ法3150|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：在微通道平行流式气冷器内进行了CO2的压降和换热特性实验研究,探讨了跨临界CO2循环换热过程中制冷剂质量流量、系统压力对气冷器换热性能、进出口压降的影响.实验结果表明:在接近临界温度时,CO2物理性能受压力和温度的影响较大,换热系数是远离临界区的7～9倍; 随着CO2质量流量的提高,微通道管内流体Re相应提高,而较高的Re又使得湍流扩散率、管内温度梯度增大,同时在制冷剂入口附近的微通道换热器高温区域面积增大,表明当系统压力相同时,制冷剂入口温度随CO2质量流量的增加而增大.在一定的质量流量或压力下,存在着一个最佳的压力或质量流量,使得气冷器进出口压降达到最小.随着Re增加,气冷器的CO2压降关联式的预测精度均有所提高,为此提出了新的换热关联式和压降关联式.关键词：二氧化碳制冷;微通道;压降;气体冷却器3889|4|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：根据箔片轴承的结构特点,首次提出了一种具有鼓泡弹性支承的箔片轴承新结构,并在止推轴承试验台上对新型鼓泡弹性支承止推气体轴承开展了试验研究,对该轴承的稳定性及承载能力进行了初步测试和分析.与通常具有弹性支承的波箔箔片轴承结构相比较,该新型箔片止推轴承具有结构简单、加工方便的特点.基于弹性力学的考虑,通过改变半球型鼓泡的高度、直径及鼓泡的排列分布等一系列的参数来适应载荷的需要.承载特性的试验研究显示,所开发的止推气体轴承可通过鼓泡自身弹性变形很好地调节刚度和阻尼,并具有较好的稳定性和承载能力.关键词：箔片轴承;动压;气体轴承;承载特性3908|4|8更新时间：2025-07-09
- 摘要：采用微型机械电子系统技术制作出了具有高精度、高频响特点的耐高温硅隔离压阻力敏芯片.根据压阻力敏芯片的版图设计结构,基于弹性薄板小扰度弯曲理论计算分析了压阻力敏芯片的结构尺寸和固有频率.采用静电键合工艺将压阻力敏芯片封装在硼硅玻璃环上,形成倒杯式弹性敏感单元,通过有限元仿真分析了玻璃环对压阻力敏芯片性能的影响.根据温度实验数据及计算结果,得到压阻力敏芯片各温度点的热零点漂移的绝对值均小于0.02% FS·℃-1,说明该压阻力敏芯片的准确度等级优于0.1% FS·℃-1,且零点稳定性好.关键词：微型机械电子系统;硅隔离压阻力敏芯片;硼硅玻璃环3309|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：以引线键合系统超声波发生器电信号作为检测键合质量的信息载体,研究了超声电信号的特征提取方法以及在键合质量检测方面的应用.针对超声电信号的瞬态特性,提出一种基于包络分段的特征提取方法,该方法以瞬态键合过程的发生、发展和完成为分段依据,将超声电信号包络分成信号上升、稳定和衰减3个阶段,并提取每个阶段能够反映键合质量的波形特征来表征键合过程.为了消除特征中的冗余信息并实现特征降维,采用主分量分析技术进行特征选择,通过实验数据的分析,有效地识别出了正常键合、无引线键合和根部脱落键合的状态,为引线键合质量的检测提供了一条新途径.关键词：引线键合;超声电信号;特征提取;主分量分析;键合质量3551|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了采用圆环面刀具加工开阔自由凹曲面,提出了一种简单快速的五坐标多点刀位算法.通过构造等距面,圆环面刀具的圆环面与理想曲面的相对关系可以等效为刀具环心圆曲线与等距面的相对关系.在等距面上构造偏置距离等于最大允许残余高度的新等距面,建立在新等距面一点处由法矢量和最小、最大主曲率方向矢量确定的局部坐标系,通过坐标变换得到空间坐标系下刀具环心圆曲线的参数方程.利用改进的求曲线曲面最小距离算法,得到不同刀位下刀具与新等距面的干涉量,当干涉量满足精度要求时停止调整刀轴,可以得到最优刀位.算例显示,新多点刀位算法不仅可以产生大的有效切削宽度,而且比以往的多点刀位算法具有更高的计算效率.关键词：五坐标;多点加工;刀位;自由凹曲面2894|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对数控机床类退化失效型设备,提出了一种基于设备运行状态信息的可靠性预测方法,主要包括状态特征指标选取、瞬时可靠度计算以及神经网络预测模型的建立和应用.其中,瞬时可靠度计算是准确预测的关键,结合Bayes方法和KM估计器思想提出的基于状态特征指标比例关联关系的瞬时可靠度算法简单高效.针对刀具加工过程中的磨损量时变数据,以可靠度为评价标准,正确预测出了刀具的失效时间,该过程表明设备状态信息用于可靠性预测的可行性和有效性,是未来可靠性发展的一个重要方向.关键词：运行状态;刀具;可靠性预测;瞬时可靠度2969|4|8更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了研究表面织构在不同粗糙度条件下的润滑特性,使用球-盘式摩擦实验机,以具有不同粗糙度和表面织构的硅橡胶(PDMS)试样盘为下试样、GCr15轴承钢球为上试样进行摩擦实验,润滑液采用体积分数为60%的甘油-水溶液.实验结果表明,在较低的滑行速度下,表面织构会增大光滑PDMS试样的摩擦因数,但却降低粗糙PDMS试样的摩擦因数.当摩擦副处于混合润滑状态时,试样表面粗糙度有一个最优值范围,在该范围内织构化的试样具有最优的摩擦性能,如在滑行速度为1 mm/s、织构面积率为10.4%的情况下,粗糙度为230 nm的试样比粗糙度为20、280和360 nm的试样具有更低的摩擦因数.关键词：硅橡胶;粗糙度;表面织构;润滑特性3296|4|9更新时间：2025-07-09
- 摘要：基于三角形非结构化网格,发展了一种类似于结构化网格简单直线界面计算方法的界面重构方案.该方法为纯欧拉方法,根据位于两相界面网格的相邻网格流体信息在该网格内部构造平行于某边的界面线,通过界面线与网格边界围成的几何形状计算流体输运,采用修正系数保证全局的质量守恒.对均匀平直速度场中的同心双运动界面、旋转速度场中的马蹄形界面和剪切流场中的圆形运动界面模型等3个经典算例,使用速度反向还原法检测了所提方法,7 600个非结构化网格上的界面构造效果达到了6 400个结构化网格的精度.关键词：流体体积法;简单直线界面计算;非结构化网格2942|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：首先对弹簧近似法进行了说明,并对节点弹簧法和边弹簧法进行了对比.在边弹簧法的基础上,从调节弹簧平衡长度的角度出发,提出了一种非结构化网格的自适应处理方法,并结合有限单元法,给出了网格自适应处理的流程.最后,对一维对流扩散方程、二维线性抛物型方程以及欧拉方程进行了求解.计算结果表明:文中提出的网格自适应处理方法可以使几个问题的网格节点布置更为合理,有效地降低数值误差,提高计算精度,特别对于算例中所涉及的二维非结构化网格,自适应化过程中并没有出现网格重叠现象.关键词：弹簧近似法;非结构化网格;自适应3312|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：研究了射频放电远程氩等离子体对材料表面金黄色葡萄球菌的灭活效果及动力学,并结合等离子体场中活性粒子的分布状态,分析了灭菌机理.结果表明:远程氩等离子体的灭菌效果强烈依赖于等离子体处理条件,且随处理时间的延长,不同放电距离处的灭菌速率均分为3段逐渐减慢,并在放电功率100 W、放电时间240 s、氩气流量20 cm3/min、真空度22 Pa的条件下,在距放电中心0～30 cm范围内可实现对金黄色葡萄球菌的有效灭活(灭菌率≥99.9%); 在高放电功率下且氩气电离充分时,带电粒子(电子、离子)对菌体表面强烈的刻蚀作用是氩等离子体灭活金黄色葡萄球菌的主要原因,自由基对细菌的杀灭力小于带电粒子,而低放电功率下的灭菌则是由氩等离子体场中紫外光的作用所致.关键词：远程氩等离子体;金黄色葡萄球菌;表面灭菌2873|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为解决磁流变阻尼器控制系统中普遍存在的时滞问题,提出一种基于遗传算法的磁流变阻尼器结构含时滞半主动控制策略.该策略以含时滞微分动力学方程为依据,采用先进的并行算法对结构控制力进行优化,然后将结果代入磁流变阻尼器的电流与阻尼力关系式中优化出相应的电流,最终将该电流施加给振动系统从而获得理想的控制效果.为了验证该策略的有效性,选用一个在底部安有磁流变阻尼器的3层平面框架为控制对象,通过该策略的优化过程得出了一系列仿真结果,证明该半主动控制策略控制效果明显.关键词：结构振动控制;磁流变阻尼器;时滞;遗传算法;多目标控制3253|4|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了探讨西安市大气可吸入颗粒物(PM10,空气动力学当量直径≤10 μm的悬浮颗粒物)中水溶性有机碳(WSOC)的浓度水平与季节变化,从2006年12月至2007年11月,分季节(每个季节选取1个月)采集了西安市大气PM10样品,并采用燃烧氧化-非分散红外吸收法测定了PM10中的水溶性有机碳,采用热-光碳分析仪测定了样品中的有机碳(OC)和元素碳(EC).结果显示,WSOC在春、夏、秋、冬季节的平均质量浓度分别为17.2、14.9、28.3、32.5 μg/m3,具有明显的季节变化特征.WSOC占OC的质量比在夏季最高(83.7%)、冬季最低(53.3%).WSOC与OC和EC的相关性分析结果显示:WSOC与EC的相关性微弱,相关系数为0.22; WSOC与OC 的相关性很强,相关系数高达0.86.进一步分析显示出WSOC与二次有机碳的相关性达到了0.87,表明西安市大气颗粒物中的WSOC主要是在大气中气-固二次转化形成的.关键词：PM10;水溶性有机碳;季节变化3128|5|14更新时间：2025-07-09
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