• 2017年第39卷第2期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >论文
    • 湍流射流中示踪粒子的跟随性数值模拟分析

      2017, 39(2):103-109. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.001

      摘要 (1975) HTML (776) PDF 22.47 M (3538) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究聚苯乙烯颗粒在射流场中的跟踪效果,采用大涡模拟(LES)方法求解射流流场,并与实验结果进行对比,以验证流场模型.定义了密度与水相同的5种不同粒径的虚拟颗粒,采用离散相模型(DPM)计算其运动轨迹,将其响应时间的理论分析结果与数值模拟结果进行对比,验证了DPM模型的准确性.随后对粒径范围为1~400 μm的11种不同粒径的聚苯乙烯颗粒在一定雷诺数射流流场中的跟随特性进行了模拟计算,并与初始时刻相同位置的质点运动轨迹进行对比分析.结果表明,流场的复杂变化对颗粒的跟随性有很大影响,这表现在即使颗粒粒径很小时,颗粒与流场的速度依然存在一定偏差.在所研究工况下,粒径小于200 μm的聚苯乙烯颗粒与水的速度偏差大部分在20%以内.

    • 纵掠管束湍流对流换热的数值实验及其关联式

      2017, 39(2):110-113. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.002

      摘要 (2086) HTML (956) PDF 934.37 K (2622) 评论 (0) 收藏

      摘要:对圆管内和纵掠管束的湍流对流换热分别运用k-ε模型和雷诺应力模型(RSM)进行了数值模拟.数值模拟结果表明,采用现有的管内湍流换热实验关联式近似计算纵掠管束对流换热的偏差较大.通过数值模拟研究了不同节距、不同雷诺数Re时纵掠管束的对流换热规律,给出了纵掠管束流动换热的努塞尔数NuRe的数值实验关联式.

    • 激光载荷相变材料热控装置力学性能及升温特性研究

      2017, 39(2):114-119. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.003

      摘要 (2094) HTML (807) PDF 5.73 M (2563) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对登月航天器激光载荷热控要求设计了一种采用十八烷作为相变材料的热控装置,使用ANSYS有限元分析软件对该装置的壳体进行了耐压强度分析,并搭建了实验装置,对该热控装置在振动条件以及真空热条件下的力学特性进行了实验研究.结果表明,在实验范围内,相变材料热控装置的壳体不会发生塑性形变和泄露.同时对其升温特性进行了实验研究,分别探讨了不同加热功率以及重力对相变材料升温特性的影响,实验结果表明,相变材料固液共存阶段比单相阶段的升温速率慢、历时长且吸收的热量多,同时,相变材料在发生相变时引起的自然对流对换热的整体效果影响可以忽略.

    • 煅后焦颗粒在余热回收换热器内流动特性试验研究

      2017, 39(2):120-126. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.004

      摘要 (1381) HTML (831) PDF 13.42 M (2590) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高煅后焦余热回收效率,改进余热回收换热器设计,研究了煅后焦余热回收换热器内颗粒的流动特性.搭建等比例缩小的以有机玻璃为材料的余热回收换热器试验台,进行可视化试验,并且提出了一种流动均匀性的评价方法.试验采用粒子示踪法,定时进行数据采集,研究了煅后焦颗粒在换热器内的流型变化情况、颗粒流动轨迹和流经内换热器的绕流情况,以及颗粒粒径、流动速度对流动均匀性的影响,并拟合了流动均匀性随粒径变化的公式.试验结果表明:煅后焦在换热器内流动为整体流;物料流经内换热器时沿上集箱绕流,流动过程中无堵塞现象;在试验范围内,随着煅后焦粒径增大,流动均匀性变差;煅后焦在换热器内的流动速度对流动均匀性影响较小.

    • 石蜡微乳液在板式换热器内的流动和传热特性研究

      2017, 39(2):127-131. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.005

      摘要 (1525) HTML (835) PDF 2.79 M (1950) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用实验的方法研究了不同质量分数的石蜡微乳液在板式换热器中的压力损失和传热性能.结果显示,质量分数接近50%的石蜡微乳液的储能能力强,具有流动换热性能,可以用于储能.含少量石蜡的微乳液的流动性好,其换热能力在相变温度区间内显示出略好于水的传热特性.

    • 流向电磁力作用下圆柱绕流对流换热的特性研究

      2017, 39(2):132-136. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.006

      摘要 (1616) HTML (790) PDF 7.74 M (2800) 评论 (0) 收藏

      摘要:以往对对流换热的研究主要从传热学和来流速度角度进行,鲜有对电磁力作用下圆柱绕流对流换热效率进行的研究,而这些研究恰恰关系到对流传热效率的提高.基于对流换热的能量方程和电磁流体控制的基本控制方程,利用有限元法对电磁力控制绕流圆柱对流换热特性进行了数值分析.研究结果表明:在圆柱周围施加流向电磁力后,流向电磁力的作用参数0<N≤0.8时,传热功率随电磁力增大而增大;当0.8<N≤1.8时,传热功率随着电磁力增大而变小;N>1.8时,传热功率随电磁力增大不断变大.通过分析流体的流动情况,发现产生这种结果是由于随着电磁力增大,圆柱周围流体流速增大的同时,涡街逐渐被抑制,分离点不断后移,致使对流换热功率出现这样的变化规律.

    • 胶囊内窥镜磁跟踪系统体内装置的能量管理

      2017, 39(2):137-142. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.007

      摘要 (1954) HTML (815) PDF 5.49 M (2363) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决磁跟踪系统体内装置的能量供应问题,研究了一种低功耗、高效、智能化的能量管理方法.主要包括主控制器、升压电路、非接触式开关、电源路由器和负电荷泵.随着纽扣电池电量的消耗,升压电路由主控制器智能化选通,当电池电压大于3.3 V时关断,小于或等于3.3 V时开启,由此减小了升压芯片在前期的能量损耗.另外,主控制器进一步控制电源路由器,根据体内装置的工作状态,按照需要选通后级电路.经实验验证,能量管理模块可延长纽扣电池的工作时间,最大程度地降低了无效能量损耗,满足磁跟踪系统完成消化道检查所需的时间要求.

    • 轿车等速万向传动中间轴的轻量化设计方法研究

      2017, 39(2):143-148. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.008

      摘要 (1597) HTML (918) PDF 1.70 M (2235) 评论 (0) 收藏

      摘要:以轻量化为指标,考虑轿车等速万向传动中间轴的空间布置约束、产品功能约束、产品强度约束、制造工艺及热处理工艺约束和性能约束,提出了一种轿车等速万向传动中间轴轻量化的设计方法.通过强度试验验证了所设计的传动轴满足产品强度要求.与传统实心轴、等内径空心轴、摩擦焊接空心轴对比,减重效果明显.

    • 基于激光测距的船体分段焊缝自主寻位

      2017, 39(2):149-153. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.009

      摘要 (1524) HTML (578) PDF 4.64 M (2350) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用激光测距传感器扫描船体格子间型结构件工件的各个侧面,得到特征点,经算法处理生成离线机器人程序.基于该焊缝寻位方法,将柔性化的焊缝寻位技术集成于机器人平台载体,并利用C#语言开发了一套可用于格子间型件焊缝寻位的软硬件系统.该系统能精确地实现焊缝轨迹的自主寻位,系统精度为0.4 mm,重定位精度为0.16 mm.实现了格子间型件非接触式快速寻找焊缝的功能,大大缩短了焊缝寻位时间.

    • 基于纳米复合材料的太赫兹滤波器研究

      2017, 39(2):154-158,164. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.010

      摘要 (1475) HTML (310) PDF 9.41 M (2600) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服高阻硅片过低的太赫兹透过率和激光阈值,通过放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了一种新型纳米复合材料,可以作为透过太赫兹波、隔离飞秒激光的高效太赫兹滤波器件.器件整体设计原理主要基于瑞利散射,粒径100 nm左右的纳米颗粒可以选择性地使太赫兹波高效透过,透过率最多达90%,远超高阻硅片50%的透过率,并且可以散射掉大部分波长为800 nm的高能激光.器件由太赫兹频段吸收率很低的金刚石纳米颗粒和真空球磨得到的高阻硅颗粒组成,金刚石的高熔点提高了激光阈值,疏松多孔的结构进一步减少了太赫兹波段菲涅尔反射损失,器件整体性能优异.

    • 微球内部电磁场的Mie理论数值计算

      2017, 39(2):159-164. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.011

      摘要 (1208) HTML (366) PDF 2.94 M (1871) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Mie散射理论对平行光束与微球颗粒相互作用的内部场进行严格的描述并进行数值计算.对吸收性微球颗粒内部场进行数值计算时,如果粒径及折射率虚部较大,其径向函数会出现数据溢出,从而导致计算失败,得出不合理的计算结果.通过引进径向函数的变形,提出了一种克服数据溢出的算法,将径向函数的数值控制在合适的范围以内.通过数值计算得到了合理的结果,证明该算法克服了数据溢出,可以稳定地计算各种平行光照射下的微球颗粒内部场.

    • 关于磁单极子问题研究的一种新的尝试

      2017, 39(2):165-169. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.012

      摘要 (1418) HTML (376) PDF 668.31 K (2338) 评论 (0) 收藏

      摘要:磁场的高斯定律从形式上指出了宏观磁场的无源性质,因此可以利用高斯积分是否为零作为判断磁单极子是否存在的形式判据.根据高等量子力学的理论,借助贝瑞相的存在,从形式上找到微观系统磁单极子存在的依据.并且由于贝瑞相和光霍尔效应存在相关性,通过求解光霍尔效应的久期方程,从形式上探讨了在微观条件下磁单极子存在的可能性和条件.

    • 桩间距和桩帽宽度影响土拱效应的现场试验

      2017, 39(2):170-175. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.013

      摘要 (1591) HTML (336) PDF 1.96 M (2070) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究桩间距和桩帽宽度对桩承式加筋路堤土拱效应的影响,在广清高速公路拓宽工程庆丰收费站进行了现场试验,实测了路堤荷载下不同桩间距和桩帽宽度下桩帽及桩间土表面的竖向土压力,据此获得土拱高度与桩帽净距的关系.试验结果表明,桩间土表面竖向应力近似均匀分布.当桩帽净距数值超过1.0 m以后,土拱高度随桩帽净距的增加而减小.桩帽-土应力比随路堤荷载的增加而增大,随桩帽宽度和桩间距的增加而减小.桩帽荷载分担比随路堤荷载和桩帽宽度的增加而增大,随桩间距的增加而减小.桩间土荷载分担比随路堤荷载和桩帽宽度的增加而减小,随桩间距的增加而增大.

    • 双基坑开挖对邻近隧道结构变形影响分析

      2017, 39(2):176-181. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.014

      摘要 (1578) HTML (268) PDF 3.82 M (2698) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过建立三维有限元数值模型,分析了双基坑开挖不同施工阶段对已有隧道变形的影响.结果表明:双基坑与邻近隧道平行布置时,隧道会发生较大变形,其水平最大位移比垂直布置时的大10%,且后开挖基坑造成的隧道位移较先开挖基坑变形大7%左右;双基坑与隧道垂直布置时,远隧道基坑开挖对隧道影响极小,隧道变形主要由近隧道基坑开挖决定.针对上述水平布置和垂直布置工况均发现,隧道一侧双基坑开挖施工对隧道的水平位移影响较大,竖向位移约为水平位移的1/10.隧道本身在竖直方向变形为上下向中心挤压,隧道在水平方向上有指向基坑的侧移,同时隧道本身的变形为中心向两侧拉伸,且在开挖基坑中心位置对应处隧道的位移与变形最为明显.

    • 硫铁矿烧渣制备聚合氯化硫酸铁铝及其表征

      2017, 39(2):182-187. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.015

      摘要 (1620) HTML (287) PDF 1.62 M (1957) 评论 (0) 收藏

      摘要:硫铁矿烧渣是生产硫酸的固体废弃物,利用硫铁矿烧渣制备高效絮凝剂是其综合利用的重要途径,既能消除烧渣的危害,又能实现资源化.利用硫铁矿烧渣制备高分子无机复合絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝(PAFSC),先采用混酸(盐酸和硫酸)酸浸硫铁矿烧渣,再将所得酸浸液经水解聚合作用合成PAFSC.通过使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪探究PAFSC的形态和结构,以化学需氧量(COD)和浊度去除率来评价其絮凝性能.PAFSC在投加量为45 mg/L时,COD和浊度去除率分别能达到82.4%和99%.与聚合硫酸铁(PFS)对比,合成的PAFSC有更好的絮凝性能.

    • 水泥稳定全深式就地再生基层适应性的探讨

      2017, 39(2):188-193. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.016

      摘要 (1302) HTML (440) PDF 5.46 M (2205) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水泥稳定全深式就地再生基层,设计4种旧沥青面层与半刚性基层铣刨料掺配比例方案,通过室内试验与工程现场试验,对水泥稳定全深式就地再生基层厚度与旧沥青面层掺量的关系进行了探讨.研究结果表明:当原路面基层顶面弯沉值大于100(0.01 mm),旧沥青面层占再生基层质量比例低于27%时,全深式就地再生基层的厚度应控制在18~25 cm;当原路面基层顶面弯沉值在80~100(0.01 mm),旧沥青面层占再生基层质量比例在27%~50%时,全深式就地再生基层的厚度应控制在15~22 cm.根据旧沥青面层掺量对水泥稳定全深式就地再生基层的厚度进行控制,保障再生基层质量.

    • 超临界CO2萃取裂殖壶藻粗脂工艺研究

      2017, 39(2):194-198. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.017

      摘要 (1727) HTML (537) PDF 1018.74 K (2102) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究超临界CO2萃取裂殖壶藻粗脂的最佳条件,利于后续制备生物柴油.通过单因素试验考察超声波预处理、原料湿度以及不同携带剂对裂殖壶藻粗脂萃取率的影响,并通过正交试验优化设计试验条件.研究结果表明:超声强化虽然对产油量影响不大,但是通过预处理缩短了反应时间;试验前最好对微藻藻粉进行干燥处理.经对比甲醇、乙醇和乙酸乙酯,发现萃取率由大到小依次为:甲醇,乙醇,乙酸乙酯,考虑到甲醇的毒性和安全问题,可使用乙醇做携带剂.超临界CO2萃取裂殖壶藻粗脂试验最佳工艺条件为:压力40 MPa,温度65 ℃,时间1 h,液固比1∶1.在最佳工艺条件下萃取率可达18.7%.

    • 基于均布荷载面曲率的板类结构损伤定位研究

      2017, 39(2):199-204. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.2017.02.018

      摘要 (1297) HTML (411) PDF 3.01 M (1929) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于均布荷载面曲率方法对不同工况下的板类结构进行了损伤定位.该方法仅需要板结构损伤前和损伤后的前三阶模态频率和模态振型就可准确定位损伤位置.采用中心差分法构造了xy方向的均布荷载面曲率,并成功地运用到板类结构的损伤定位中.数值模拟讨论了固定支承和三边固支时3种损伤情况下均布荷载面曲率方法的定位效果.研究发现:固定支承板中度面损伤时,均布荷载面曲率方法仅用第一阶模态数据就能有效定位损伤;而且均布荷载面曲率差值随着参与模态阶数的增加收敛得很快;轻度点损伤和多处损伤能够大致定位.