切角凹槽矩形截面桥塔的气动特性试验研究

基于刚性模型测压风洞试验方法,研究了不同切角率和凹槽率的矩形截面桥塔气动特性随风向角的变化规律。结果表明,切角凹槽矩形截面桥塔气动特性随风向角的变化会出现2个临界风向角αcr1和αcr2,临界风向角附近气动特性出现突变。当0°≤α<αcr1和αcr2<α≤90°时,随风向角增大,平均阻力系数和脉动升力系数先减小后增大,斯托罗哈数先增大后减小;当αcr1<α<αcr2时,平均阻力系数和脉动升力系数变化不大,斯托罗哈数消失。2个临界风向角间的范围随切角率的增大而减小,随凹槽率的增大而增大。同一风向角下,气动特性受凹槽率影响较小;随切角率的增大,平均阻力系数减小,斯托罗哈数增大,脉动升力系数变化较小。     

乡村振兴背景下陕西红色文化发展的路径研究——以商南县刘家花屋为例

针对宽厚比为2、圆角率为0.3的矩形柱,采用刚性模型测压风洞试验的方法,在均匀流场中对其表面风压时程在不同雷诺数和不同风向角下进行了测试。分析了不同风向角下平均阻力系数、平均升力系数和平均风压系数随雷诺数的变化规律。结果表明,随着雷诺数的增大,平均阻力系数减小,平均升力系数会产生明显的跳跃现象。迎风侧角点的风吸力会在较高雷诺数时产生明显的突增现象,随着风向角的增大,突增幅度先增大后减小。     

高低双干煤棚风荷载特性试验研究

为研究高低不同的两干煤棚在不同风向角下相互干扰的风荷载特性变化规律,采用刚性模型风洞测压试验的方法,通过对比0°风向角和180°风向角、45°风向角和135°风向角的体型系数,分析了高干煤棚和低干煤棚相互干扰时体型系数的变化规律。结果表明:高干煤棚处于上游时顶部风吸力较处于下游时降低,低干煤棚处于上游时顶部风吸力较处于下游时增大。45°风向角时,低干煤棚处于下游,顶部风吸力沿纵轴线方向变化明显。     

考虑风向角和周边建筑影响的大跨气膜煤棚风荷载特性试验研究

以某发电厂气膜煤棚为研究背景,为研究风向角和周边建筑对气膜煤棚风荷载特性的影响,采用风洞试验的方法测试并分析了气膜煤棚体型系数和整体力系数的变化规律。结果表明,无周边建筑下,煤棚的最大正体型系数在迎风面的底部,最大负体型系数在迎风面两侧拐角处,最大整体力系数发生在75°～90°和270°～285°风向角之间。煤棚在长度、跨度和竖直方向上最大整体力系数分别为0.44、0.63、1.26,周边建筑干扰效应使煤棚迎风面底部体型系数减小,在一些风向角下煤棚所受整体力系数甚至表现为显著的放大效应。     

防腐型弯管前置扰流子的数值模拟

流动加速腐蚀现象广泛地存在于过程工业装置的流体输运管路中,通过在弯管前加装扰流子可以改善弯管内壁面的压力系数分布,降低弯管的流动加速腐蚀速率。文章应用CFD软件FLUENT6.3,对弯管前置扰流子进行数值模拟,研究其结构参数和安装尺寸对弯管内壁外弯侧面压力系数的影响,结果表明：加装扰流子之后,弯管中心面的最大压力系数随着叶片弦长的减小而降低;当安装攻角α在1°~2°之间,压力系数减小,当α大于2°时,弯管中心面的最大压力系数随着攻角的的增大而增大,从2°到6°增大了约100 Pa;当安装距离l在0~10 mm之间,弯管中心面外侧的最大压力系数减小,呈现良好的趋势。之后,随着安装距离的增大,最大压力系数反而增大了约90 Pa。     

二维细长柱体气动力特性试验研究

为了研究包括圆柱体和正多边形的二维细长柱体的气动力特性,对具有5种不同表面粗糙度的圆柱体和4种正多边形(12、16、20、24)柱体进行了风洞模型测力试验。对于圆柱体,分析了雷诺数和表面粗糙度对其气动力特性影响规律;对于正多边形柱体,分析了雷诺数、风攻角以及正多边形边数对其气动力特性影响规律。结果表明:圆柱体表面粗糙度对气动力特性具有明显影响,随着粗糙度增大,阻力系数减小,雷诺数效应减弱;在特定风攻角下,各正多边形柱体气动力系数随雷诺数均变化不大;在试验雷诺数范围内,正多边形柱体的气动力系数随风攻角变化不大;就整体趋势而言,正多边形柱体随着边数增加平均阻力系数减小,平均升力系数增加。     

基于城市经济空间联系的江西省区域发展研究

针对宽高比为5的矩形断面梁进行了节段模型测压风洞试验,研究了矩形断面梁的气动力特性随风攻角的变化规律。研究结果表明：在0°~6°的风攻角范围内,风攻角对斯托罗哈数的影响很小;不同风攻角下的驰振力系数均大于0;与上表面中间位置的测点相比,上表面边缘位置测点的压力与升力和扭矩的相关性更强;上表面边缘位置测点的压力与升力和扭矩的相关性对风攻角的变化不敏感;随着风攻角的增大,上表面中间位置测点的压力与升力和扭矩的相关性显著增强。     

并列双煤棚风荷载干扰效应试验研究

大跨煤棚结构对风荷载较为敏感。针对封闭双煤棚进行了刚性模型测压风洞试验,研究了并列双煤棚在3种不同间距比L(L=0.125、0.250、0.500)情况下,结构表面测点的风荷载体型系数分布规律,给出了双煤棚最适宜布置方式及最不利风向角。研究发现,煤棚并列放置时随着间距比的增大,目标煤棚受到干扰煤棚的影响逐渐减小;风向平行于长轴为最不利风向角,此时狭管效应占主导地位;风向垂直于长轴为最有利风向角,遮挡效应起主导作用;煤棚并列放置且间距比L=0.125时,目标煤棚的体型系数均在规范要求范围内,考虑到节约场地,煤棚可保持间距比L=0.125放置。     

中低应变加载速率下单节理裂隙岩体的单轴动态压缩力学性能试验

对人工制作的节理岩体试件进行了中低应变加载速率下的单轴压缩试验,研究了应变速率和节理面的倾角β对节理岩体的极限抗压强度、峰值应变、弹性模量和损伤变量的影响。研究结果表明:(1)当加载的应变速率相同时,当节理面的倾角β由0°增加到90°,试件的抗压强度呈逐渐减小后又逐渐增加的趋势,试件的峰值应变均呈先减小后略有增加的变化规律,试件的弹性模量整体出现逐渐增加的变化规律。(2)当试件的节理面倾角相同时,随着应变加载速率逐渐增加,试件的抗压强度呈逐渐增加的趋势,当β为60°时,试件的抗压强度对应变率敏感性最强,试件的峰值应变和弹性模量随应变加载速率的变化并没有固定明显的变化规律。(3)当应变加载速率相同且应变相同时,随着节理面的倾角由0°增加到90°,损伤变量基本都呈先逐渐增加后减小的趋势,当节理面的倾角为60°时的损伤变量最高,当节理面倾角为90°时的损伤变量最小;当试件的节理面倾角相同,应变加载速率逐渐增加时,损伤变量基本呈逐渐增加的趋势。     

小长跨比柱面煤棚风荷载特性试验研究

以某实际工程柱面煤棚(长跨比为5/6)为对象,通过刚性模型测压风洞试验的方法研究了小长跨比柱面煤棚的风荷载特性。分析了风荷载体型系数和整体力系数随风向角的分布规律,讨论了表面脉动风压的非高斯特性,在此基础上明确了极值风压系数的分布规律。结果表明,当来流风与跨向呈45°角时,煤棚跨向受力最大;当来流风垂直跨向时,煤棚受到的竖向吸力最大;煤棚在角部区域的极值风压最大,进行围护结构设计时应注意提高角部区域的抗风性能。     

水平管降膜蒸发器管外膜状流流动特征研究

为了探究水平管降膜蒸发器管外液膜分布的优劣对其传热性能的影响,课题组建立了水平管三维模型对管外膜状流流动进行数值模拟,得到液膜沿水平管轴向和周向的分布规律,并对膜厚波动幅度Δ进行研究;分析了流量、布液高度及管外径对管外液膜厚度的影响。结果表明：当周向角度一定时,液膜厚度沿水平管轴向小幅波动;膜厚波动幅度Δ在θ为10°~20°时逐渐减小,其最大值为0.168 62;在θ为150°~170°时逐渐增大,其最大值为0.362 91;当θ为20°~150°时,膜厚波动幅度Δ＜0.075 00,液膜流动呈现平稳发展的趋势。研究表明液膜沿水平管周向流动可划分为3个区域：θ为10°~20°时为冲击区,θ为20°~150°时为稳定区,θ为150°~170°时为尾流区。液膜厚度随流量的增大而增大,随布液高度和管外径的增大而减小。     

均匀流场中圆角方形断面极值风压系数试验研究

通过刚性模型测压风洞试验,在均匀流场中研究了雷诺数Re=1.2×10~5、圆角率为0.1、0.2、0.3、0.4时的圆角方形断面在不同风向角下的脉动风压非高斯特性。结果发现,圆角方形断面也存在比较明显的非高斯特性。对不同模型表面风压时程进行分析,将峰值因子概率密度曲线进行拟合,并选取保证率为99.38%时的取值。基于以上结果,分析了不同圆角率时极值风压系数随风向角的变化规律,并得到风向角统计意义下的极值风压系数。结果表明,圆角方形断面的极值风压系数分布与圆角率密切相关。     

大跨人行悬索桥纵横主梁涡振性能研究

为掌握大跨人行悬索桥纵横主梁涡振性能,以国内拟建的一座宽跨比为0.028 4的人行悬索桥为工程背景,对其涡振响应特性及发生机理进行了研究。采用数值方法分析了该主梁涡振响应、流场涡脱演化、风压分布以及涡激振动贡献系数在-3°、0°和3°风攻角下的特性。结果表明,随着风攻角由正转负,主梁竖弯涡振性能变差,其风速锁定区间向低风速区偏移,最大竖弯涡振幅值增大,最不利扭转涡振出现在0°风攻角下。由于主梁下表面多个工字钢纵梁的阻挡作用,导致主梁下部气流旋涡运动状态复杂,其对涡振响应影响显著。脉动风压系数随风攻角的变化规律复杂,主梁上、下表面脉动风压系数极值分别出现在-3°和3°风攻角下。不同风攻角下,主梁上、下表面的涡激振动正贡献系数极值均出现在尾流端且作用范围较大,此为结构竖弯涡振响应的主要贡献区域。     

不同攻角下叶片弯曲对涡轮静叶流场的影响

计算并分析了高马赫数情况下,直叶片及正弯20°叶片在攻角分别为0°、±10°、±20°及±30°的情况下的流场结构. 采用的数值方法为具有TVD性质的三阶精度GODUNOV格式,湍流模型为B-L代数模型. 计算结果表明,在较大的攻角范围内,正弯叶片可以减小叶栅流道内通道涡的强度,并且由于两端壁的附面层被吸入主流,使得正弯叶片中的能量损失减小. 攻角越大,正弯叶片的作用越明显.     

基于CFD的多翼离心风机叶轮结构设计

针对叶轮出现回流、部分叶道存在边界层分离而导致多翼离心风机气动性能下降的问题,课题组通过CFD 数值模拟方法和采用多目标多工况优化方法对风机叶轮进行改型设计,并将该研究结果应用于600 mm×600 mm暖风机的改进方案中。研究结果表明：风机叶轮叶片进口角由61°变化到30°,叶片型线采用样条曲线以及叶片数减小至40片,并采用预估导流板型,可以有效改进出风罩内气体旋涡、回流和叶道内分离的问题;优化后风机流量增大至107.28 m/h,较原风机模型增大了22%,同时风机效率也得到相应的提升。通过减小空调暖风机叶片数、增大叶轮外径、增加叶轮高度以及增大进口直径的方法,使得风机出口速度提升了3倍多,同时出口处回流基本消失。叶轮结构改型设计后风机的性能有了较大的提升。     

汽油加氢混合燃料的试验研究

氢气在燃烧化学反应方面和汽油相比,只有燃烧速度快,着火界限宽、最低点火能量小等特点。在汽油机的燃料中加入少量氢气后,可以降低发动机的指示比油耗,减小排气中CO和HC的浓度。本文主要论述加氢比例X_H对发动机性能的影响规律。(X_H=G_H/(G_H+Gg);GH—氢气消耗量kg/h; G_g/——汽油耗量kg/h)试验表明;随着X_H的增大,发动机的最佳点火提前角应向减小的方向改变。随着X_H的增大,使发动机稳定运转的最大过量空气系数α_(∑max)可以向增大的方向调整。随着X_H的增大,发动机的指示比油耗明显降低。当X_H超过5％之后,其比油耗的减小幅度逐渐变小。加氢对汽油机排气中的CO和HC的浓度的控制更为有效。     

移动荷载作用下两跨钢-混组合连续梁桥面铺装动力响应

为研究移动荷载作用下两跨钢-混组合连续梁桥面铺装系统响应,基于有限元软件ABAQUS建立两跨钢-混组合连续梁模型,桥面铺装采用线弹性本构关系,对桥面铺装层施加竖向均布移动载荷,荷载采用Fortran编写的子程序DLOAD实现,分析不同跨数、不同速度、不同载重、不同剪力钉布置和不同轴数等参数作用下,两跨钢-混组合连续梁铺装层的挠度、应力和冲击系数等动力响应。结果表明:在竖向移动荷载作用下两跨钢-混组合连续梁第二跨竖向挠度较大,随着车速的增加先增大后减小,随载重的增加而增大,并随车辆轴数的增加而增大;竖向应力在车速较高时有较大值,并随载重的增加而增大;在横向应力上,铺装层主要承受压应力,而剪力钉和主纵梁主要承受拉应力;在纵向应力上,桥梁各层主要承受压应力;剪力钉的布置对纵桥向剪应力的提高有显著作用;冲击系数随速度的提高变大并趋向稳定,随载重的增加而先减小后增大。     

横风作用下高速列车受电弓滑板的气动特性分析

基于三维可压缩流动的N-S方程,采用SSTk-ω湍流模型,对高速列车受电弓滑板在横风条件下的气动载荷特性进行模拟分析,得到受电弓滑板在复杂工况下的气动力系数,气动力矩系数以及绕流场特性.结果表明,在横风作用下前滑板、后滑板在迎流方向产生最大正压,在展向截面上压强均为负值,且后滑板最大负压小于前滑板.前滑板的展向压强分布遵循先一致后对称的规律,后滑板则相反.滑板气动荷载主要集中在0～500Hz范围内,在0～50Hz的范围内气动力系数由最大值衰减至10%左右,说明在该频段内各气动力、力矩波动最大;阻力系数、升力系数的峰值在0～200Hz的范围内,侧向力系数在0～300Hz范围内达到峰值.     

金属铜在100keVAr~+轰击下的溅射特性

金属铜在100keVAr~+的垂直入射和40°以及70°入射角的倾斜入射下,溅射原子角分布有较大的变化。垂直入射时溅射原子角分布关于金属表面法线是对称的;40°和70°角倾斜入射时溅射原子角分布的对称线关于表面法线分别偏离了7°和-12°产生这一现象的微观机制在于倾斜入射时入射离子所产生的反冲原子级联是非线性的。     

低沸点工质水平蒸发换热强化管评述

本文分析总结了许多低沸点工质水平蒸发换热强化管的实验和理论研究成果,得到如下结论:在通常情况下,螺旋微翅片管的强化换热为最佳,其强化效果好、压力损失小;较优的翅片形状为锯齿形或翅顶为平形、翅槽为圆形;较佳的结构几何尺寸范围为:螺旋角β为10～25°、翅高h为0.15～0.20 mm、翅片数n为60～70.据此,作者提出了进一步深化研究的设想.