2022, 44(3):213-219. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220423006
摘要:通过设计一种气液混合射流的方案,在搅拌釜式反应器底部加装气体分布器,生成泰勒涡流。采用数值模拟和实验相结合的方法分析反应器内涡流流动特性及传质机理。结果表明:搅拌釜式反应器内泰勒涡流随旋转雷诺数变化的演变规律与常规泰勒反应器内涡流的演变规律类似;泰勒涡流的生成在搅拌釜式反应器原有的全混流流型中构建出局部的平推流区域,降低了返混;平推流区域随着旋转雷诺数的增加而扩大,在临界旋转雷诺数工况下可使反应器气相均布性提升28%,溶氧速率提升5倍左右,有效地改善了反应器内流动状况,强化了气液间的传质效率。研究结果为突破常规泰勒流反应器反应空间小的局限、扩大生产规模提供了理论研究依据,对釜式反应器的改装具有普适性,简便易行。
2022, 44(3):220-227. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220308005
摘要:为保证水平井的高产优势,需准确预测水平井的积液排出条件及积液覆盖井壁范围。以空气和水为两相介质,利用矩形横截面管,对水平管积液特性进行了可视化两相流实验,获得了水平管内气相流动参数与管内积液间的关系,以及积液工况下气液两相界面剪切因子的大小。实验结果表明:水平管内积液稳定存在对应于一较大的管内气速范围,在该气速范围内,积液在管内的滞留长度或积液覆盖范围随气速的增大而减小;积液工况下水平管内界面剪切因子随管内气相雷诺数的增大略有升高,但变化不明显。同时,也对水平管积液特性的理论预测模型进行研究。基于积液液面倾斜机理分析和两相流动受力分析,建立了水平管积液特性理论预测模型的基础方程;进而通过包络原理使模型封闭,结合由实验结果获得的界面剪切因子及壁面剪切因子关联式,提出了能够用于工程应用的水平管积液特性理论预测模型。该模型的预测结果与实验结果相符良好,即可用于预测水平井积液排出的条件,也可用于判断井内积液覆盖井壁的范围。
2022, 44(3):228-237,244. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210623001
摘要:为了改善电卡制冷的性能,以三元聚偏氟乙烯(PVDF)为电卡材料,构建了流体平移主动式电卡蓄冷器(AER),并基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台建立了该AER系统的二维模型,进行性能仿真。通过特定工况及变参数分析,讨论了电卡制冷的影响因素,发现材料导热性能是制约电卡效应发挥的重要因素,导热性能不佳不但导致施加电场时材料热量无法有效传递给流体,而且会发生温度交叉,导致去电场时未有效降温的材料中心与流体抢夺电卡效应冷量的现象。
2022, 44(3):238-244. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220425005
摘要:热偏差与汽温偏差是大型电站锅炉过热器与再热器系统运行过程中存在的主要问题,也是导致过热器与再热器受热面超温爆管的主要原因。过热器与再热器系统采用三通引入、引出结构会产生较大的蒸汽流量偏差和热偏差,甚至导致受热面超温爆管。针对某660 MW超临界锅炉炉顶过热器分配集箱三通区域部分管子超温爆管问题,根据该过热器分配集箱的三通引入结构及受热面布置特点,对进口三通区域的静压分布进行试验研究,揭示了三通两侧分流比、三通区域支管分流比不同时三通涡流区的影响范围、三通涡流区不同部位以及三通两侧集箱的静压分布规律,指出进口三通区域涡流是该锅炉炉顶过热器超温爆管的主要原因,并提出了行之有效的对策。
2022, 44(3):245-252. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220408002
摘要:轴流式血泵转速过高、离心式血泵易产生流动死区是造成血液损伤的重要原因,而混流式血泵能有效缓解转速过高及流动死区问题。基于此,采用计算流体力学方法对闭式叶轮混流式血泵进行了三维流场仿真,分别探究了不同叶片数和叶片厚度的混流式血泵的性能,分析了血泵流场特性及压力分布情况;基于溶血幂函数模型,通过拉格朗日粒子追踪法进行血泵的溶血性能预测,得到水力性能与溶血性能良好的血泵结构参数。结果表明,当叶片数为5、叶片厚度为0.8 mm时,扬程更接近预期设计目标,能够满足血泵供压需求;溶血指数比原模型降低14.65%,有效降低溶血程度;内部流场均匀稳定,未出现回流、流动死区问题,有效防止血栓产生;叶片进口处低压区域减少,有效缓解空化现象产生。研究结果可为闭式叶轮混流式血泵的结构改进及性能改善提供依据。
2022, 44(3):253-261. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220423003
摘要:以Barge平台5 MW风力机为研究对象,基于叶素动量理论、势流理论及有限元法建立平台气动−水动−系泊动力学模型,考虑风浪同向入射的最恶劣情况下的系泊失效,此时漂浮式风力机承受风浪载荷最大,系泊最易因疲劳及冲击载荷发生失效,对比分析高速湍流风与稳态风作用下不同位置系泊失效前后平台动态响应及系泊张力。结果表明,迎风浪侧系泊失效对多个自由度响应有显著影响,背风浪侧系泊失效主要影响纵荡、纵摇和艏摇响应,在高速湍流风作用下,平台瞬态响应加剧,横荡方向的漂移距离增加,纵荡波动幅值提高,迎风浪侧系泊张力最大值及平均值明显增大,且越靠近迎风浪侧系泊平均张力越大。因此,出于安全性考虑,平台系泊设计应考虑高速湍流风的影响。
2022, 44(3):262-268. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211007001
摘要:鉴于图像的密文域可逆信息隐藏在安全云计算和隐私保护方面的重要作用,为了提高信息嵌入率,结合医学DICOM图像像素深度高、像素分布连续性高的特点,提出了一种结合两种压缩算法的密文域医学图像可逆信息隐藏算法。首先发送方对图像进行预处理,根据像素中高位比特连续为0的数量嵌入标记信息,腾出高位的冗余空间;然后用一种特殊设计的块加密算法进行加密,在保证明文信息不被泄露的同时保留了部分图像相关性;接着嵌入方根据标记信息,在对应位置嵌入额外信息;此外,为了进一步提高嵌入率,嵌入方还可以利用图像像素的相关性,在块内进行做差,并压缩实施信息嵌入。实验结果表明,该算法不仅具有较高的信息嵌入率,同时还有较好的安全性表现。
2022, 44(3):269-280,298. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211211003
摘要:采用经风洞实验验证的数值模型(标准k-ε模型)研究了树冠尺寸与建筑高度改变对街谷内自然通风及污染物扩散的影响。考虑了3种树冠尺寸与4种街谷结构,并采用无量纲浓度K与空气交换率ACH分别对街道峡谷内污染程度与通风性能进行评估。结果表明,建筑高度与树冠尺寸改变会显著影响街谷内气流流动结构。上游建筑高度增加与树冠尺寸增大不利于街谷内的环境通风与特定区域的污染物扩散。树冠尺寸的减小会增强街道峡谷的通风性能,从而改善街道峡谷内的空气质量,但在一些特定结构的街道峡谷内,树冠尺寸的改变对ACH的影响并不明显。
2022, 44(3):281-287. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210902001
摘要:对一类带不等式约束的二次规划反问题的求解方法进行研究。首先表示出此类二次规划对应的反问题形式,将该反问题转化为目标函数变量可分离优化问题,将其中约束写成KKT条件的形式之后,该反问题等同于一个等式约束优化问题。综合以上,考虑使用交替方向乘子法进行迭代,在此基础之上,将同伦思想应用于算法每步迭代的子问题中,以此避免近端算子选取的敏感性,又可保证算法的收敛速度。针对子问题,使用逐次超松弛法进行求解,并获取算法的收敛性。最后,将该算法与SDPT3和Sedumi两种方法进行比较,数值结果表明,该算法无论在速度上还是效率上都优于以上两种方法。
2022, 44(3):288-298. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210127001
摘要:在新型冠状病毒疫情爆发期间,针对医院因医疗资源调度不合理导致的医生超疲劳状态工作、救治率下降等问题, 量化研究急诊医生疲劳度影响因子,应用熵权–模糊层次分析法计算各因子的影响权重,通过合理配置、政策缓压、科学轮休的方法,最大限度降低医生在应急诊疗中的疲劳度值。同时,根据医生的工作时间长度设置可变的服务速率,运用生灭过程模型分析患者的排队序列。最后使用ProModel仿真软件将模型进行可视化分析,设置实验组与对照组进行对比研究。仿真结果显示,考虑疲劳度排队模型的患者输出率、医生座席利用率等服务指标均优于传统模型,同时也使医生疲劳度和患者满意度达到一个动态平衡状态。
2022, 44(3):299-307. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210415001
摘要:通过投资建设提高自身服务质量已成为众包物流服务平台提升竞争优势的重要手段。以平台期望收益最大化为目标,考虑当前众包物流平台存在激烈竞争和急需投资建设提高服务质量的情况,构建了消费者和配送人员的效用函数,以此为基础探讨两个竞争的众包物流平台通过投资建设来提高线下服务质量的模型,分析两平台在不同投资情况下的最优利润和定价策略。研究表明:当两个众包物流平台服务质量相当时,两平台的消费者和配送人员的数量分布、价格、利润都相等;当一方采取投资策略时,必将在利润上优于不采取投资策略的一方;双方均采取投资策略而拉平竞争优势时,却会因为成本增加而导致利润下降。
2022, 44(3):308-314. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210808001
摘要:心房颤动(简称房颤)近年来的发病率呈现年轻化趋势,严重威胁着人类的生存及健康。基于决策树?马尔可夫模型,模拟房颤?脑卒中?疾病转归的自然发展过程,依据成本效用等指标开展不同房颤筛查策略的卫生经济学评价。针对上海地区和国内平均水平分别提出了不同的最优筛查组合策略。通过模型敏感性分析发现,房颤筛查费用对于上海的成本效用敏感性最强,而抗凝治疗费用对于国内平均的成本效用敏感性最强。最后,为了更好地开展针对房颤的健康管理,给出了房颤筛查策略的建议,为我国房颤筛查防治的健康管理模式优化提供参考。
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