基于绿色能源的分布式混合电推进系统性能分析

基于绿色能源的电推进飞行器是是航空运输业实现碳中和的重要技术途径。本文旨在利用理论分析和数值计算的手段,研究基于绿色能源的分布式混合电推进系统的性能,重点关注锂电池和固体氧化物燃料电池(SOFC)在航程和载荷方面的影响。本研究构建了一个包含多种能源形式的混合电推进系统架构,并基于能量流建立了功率传递模型,推导出综合考虑部件特征参数、能量分配参数、飞行气动参数的电推进系统航程方程和载荷方程。研究结果显示,在航程方面,锂电池的能量分配系数和能量密度对飞机航程有显著影响,特别是在能量密度阈值之上,增加锂电池的能量分配系数对提升航程有正收益。此外,SOFC的能量分配系数和效率的增加也提高了飞机航程,特别是在其高值区域。在载荷方面,上述锂电池和SOFC参数对飞机零燃料质量(MZF)和有效载荷具有重要影响,尤其在高能量密度、高效率和高能量分配系数的情况下飞机的载荷性能改善最佳。参数敏感性分析揭示了升阻比、边界层吸入(BLI)风扇效率、锂电池荷电状态(αsoc)和氢燃料剩余状态(αsoh)对航程的显著影响,其中在以往研究中较少出现的αsoc和αsoh的敏感性分析不容忽视,对其进行更为精确和可靠的状态估计有助于优化航程和载荷的性能表现。

螺栓球与圆钢管组合试件的超低周疲劳试验研究

随着社会经济的发展,越来越多的大跨度空间网格结构成为城市避难场所,因而强震下空间网格结构的安全性显得尤为重要。为研究螺栓球与圆钢管组合试件的超低周疲劳性能,对其进行了超低周疲劳试验,获得了组合试件超低周疲劳破坏形态的相关数据。试验数据表明:构件在整体失稳的情况下仍表现出稳定的滞回性能。对比分析了9种螺栓直径对试件滞回性能、骨架曲线和刚度退化的影响。

基于OpenSEES的圆钢管与螺栓球组配件的抗震性能研究

空间网格结构的超低周疲劳破坏隐患直接威胁着强震时数以万计的该类建筑安全性能。基于OpenSEES有限元分析软件,针对12根两端带螺栓球节点的钢管在大位移循环加载试验下的超低周疲劳性能进行数值模拟,分析得出计及节点影响、杆件双重非线性及材料疲劳损伤对螺栓球节点的圆钢管杆件滞回性能、力学指标及耗能性能等超低周疲劳性能的影响。结果表明:加载制度对于试验构件的超低周疲劳性能有直接影响,数值模拟与试验结果相近,所采用的疲劳损伤本构能够较为准确地描述构件超低周疲劳特性。

联排凹曲面屋盖的风荷载特性试验研究

为了探究凹曲面屋盖的风荷载特性并为实际工程提供抗风设计参考,对3种联排凹曲面屋盖进行刚性模型风洞测压试验,系统分析联排数及风向角对凹曲面屋盖升力系数、平均风压系数和极值风压系数的影响.结果表明:屋盖整体升力系数随着联排数的增加不断降低,各屋盖的升力系数受风向角影响较大.在不同联排数及风向角下,屋盖整体承受向上的风吸力,屋盖的平均风压系数表现出复杂的波动性;在迎风屋盖边缘处的气流分离现象明显,导致该处存在较大风吸力;越远离迎风侧的屋盖,平均风压系数的波动越小,稳定于-0.1.联排数对极值风压系数的影响不可忽略,尤其是极小值负压系数,边缘屋盖分区极小值负压系数的最小值为-5.1,中间屋盖分区极小值负压系数的最小值为-3.3.基于试验结果,总结给出不同联排凹曲面屋盖分区的平均风压系数和极值风压系数.

高压涡轮导叶吸力面异型孔的对比研究

本文研究了高压涡轮导叶吸力面4种类型气膜孔在4组吹风比下的流动和换热特征,采用了数值模拟的方法获得了吸力面研究区域中4种气膜孔的绝热气膜冷却效率η、换热系数比hr/h0和净热通量减少量(NHFR),且分别进行对比分析。结果显示,簸箕孔因同时具有展向扩张角(β)增大冷气展向覆盖面积和流向扩张角(δ)提高射流贴壁性的优势,呈现出最大的绝热气膜冷却效率η和净热通量减少量(NHFR),但同时其增强了换热,使簸箕孔比其它3种气膜孔拥有最大的净热通量减少量(NHFR)的优势相较于其拥有最大的气膜冷效η的优势有所降低。而水滴孔相较于圆柱孔的优势不明显,故展向扩张角对气膜孔流动和换热特征的影响比流向扩张角大。

撞击载荷作用下单层球面网壳动力响应模型实验研究

通过单层KIEWITT8型网壳模型在落锤撞击作用下的实验，研究单层网壳在撞击作用下的动力稳定性。利用动态应变仪和力传感器，获取了落锤撞击网壳时撞击力时程曲线、杆件轴力时程曲线和稳定临界力。利用高速摄影机拍摄了撞击历程、撞击失稳模态及破坏形态。结果表明：撞击作用为三角脉冲荷载形式，其最大幅值和脉宽与撞击冲量和网壳所处变形阶段的刚度性能相关；撞击荷载持续作用的时间为3．00～22．36ms；撞击接触时间的突然增大对应着网壳的失稳；杆件开始响应的时刻比撞击力开始作用的时刻滞后0．2～0．4ms；对失稳前的撞击，落锤回弹速度较大；对失稳时的撞击，落锤回弹速度很小；模型具有较大的后屈曲抗撞击能力，在顶点垂直撞击下没有发生连续断裂。

淀粉改性大豆蛋白标签胶制备

该研究以大豆蛋白为原料,用淀粉改性制备大豆蛋白标签胶。通过单因素实验研究了淀粉添加量、料液比、尿素添加量、氧化锌添加量、反应时间以及反应温度对大豆蛋白标签胶黏度、抗拉力和抗水性的影响。通过正交优化试验,得出淀粉改性大豆蛋白标签胶的最佳工艺条件为:淀粉8 g、料液比1∶11、尿素100%、氧化锌0.6 g、反应时间120 min、反应温度30℃。

球面扁壳在径向脉冲荷载作用下的弹塑性动力响应研究

球面扁壳在径向朝外脉冲荷载作用下,可能发生反直观行为;在径向朝内荷载作用下,则可能发生动力屈曲。通过大量的数值分析发现,两种动力响应除各自拥有自己的响应规律外,还拥有许多共同的特点。研究结果表明:在冲击荷载作用下,当荷载为径向朝内并达到一定值时该结构发生动力屈曲,当荷载为径向朝外并达到一定值域时,该结构发生反直观行为;反直观行为和动力屈曲的位移时程曲线均具有突变现象;反直观行为的最终变形模态和荷载方向相反,动力屈曲的最终变形模态与荷载方向相同;扁壳在冲击荷载作用下,发生反直观行为和动力屈曲时,对荷载的微小扰动都极其敏感;发生反直观行为和动力屈曲时的主要内力是薄膜力;反直观行为发生机理与动力屈曲机理基本类同。

载荷作用方式及范围对简支圆板反直观行为的影响

采用有限元法,研究了周边简支圆板在不同载荷作用方式和作用面积下的反直观动力响应。分析了加载方式和作用面积对反直观行为的影响,得到了不同载荷下反直观行为的特点,发现了反直观行为时程曲线的反弹次数与相应载荷区间之间的关系。研究结果表明:不同载荷下,反直观行为的变化规律基本相同,但各有其特点;首发反直观行为在整个反直观行为中起着重要作用;用首发反直观动力响应的位移历史曲线可以判断继发反直观动力行为所在载荷区间的最少个数。

爆炸荷载作用下空间钢框架破坏过程分析

采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA研究空间钢框架在爆炸荷载作用下,从开始发生变形直至倒塌的全过程。分析中考虑了爆炸载荷作用时间和荷载峰值对结构动力响应的影响。结果表明:在爆炸荷载作用下,结构变形形态具有局部性和弱传递性,即爆炸区的梁柱首先产生大变形并伴随大塑性应变,最后在横梁和立柱端部达到材料失效应变而断裂,其他部位受到的影响则很小;爆炸部位处的构件断裂破坏后,剩余的结构会在自重和恒载作用下发生连续倒塌。

钻孔挤扩支盘桩现场静载试验及分析

通过对钻孔挤扩支盘桩现场静载试验结果的分析 。

球面薄壳在径向朝外脉冲作用下反直观动力响应研究

采用数值模拟方法,研究球面薄壳在外径方向脉冲荷载作用下的反直观响应.在分析位移时程曲线、变形模式、能量关系等特点与发生敏感性的基础上,对发生反直观响应的机理进行了分析.研究表明:球壳在向外径向脉冲荷载作用下,只有脉冲荷载落到一定值域(荷载窄槽)时,才能发生反直观响应;在几个荷载窄槽内,当荷载强度较小时要经过几次反弹后才能发生反直观响应,当荷载强度较大时不反弹就会发生反直观响应;只有经过适度的塑性功耗散并同时具有足够大弹性恢复力使其反向大幅振动时才会发生反直观响应;球壳在向外冲击荷载作用下,向上运动到极限位置后反弹运动时,球壳经向主要受压力作用,当该压力为适当值时会使球壳从凸向跳到凹向,引发反直观响应;球壳的反直观行为具有动力失稳的基本特征.

在冲击弹体作用下梁的反直观行为研究

用数值模拟方法,分析简支梁在弹体冲击下梁的反直观行为.研究了在跨中受弹体冲击引发反直观行为时,梁的位移时程曲线、最终变形模式、能量关系及引发反直观行为对应的弹体速度范围等特性.并探讨了弹体偏离梁的中点冲击时,对梁的反直观行为的影响.研究表明:不论弹体冲击梁的中点或偏离梁的中点冲击时,梁都会发生反直观行为,并具有许多共同的动力响应特点.

冷冻温度和时间对大豆分离蛋白功能特性的影响

研究不同冷冻温度下大豆分离蛋白吸油性、乳化性、黏度和溶解性等功能特性随时间的变化。结果表明:大豆分离蛋白的吸油性在-30℃条件下波动相对较小,性质相对较稳定;大豆分离蛋白的乳化性在25 d之内,波动范围不大,25 d时乳化性最低,30~35 d时乳化性上升并保持稳定。大豆分离蛋白的黏度整体呈下降趋势,30~35 d时,黏度有一定程度的上升,但是均未达到初始状态最大值;大豆分离蛋白的溶解性在0℃的储存条件下较稳定,波动较小,但超过30 d溶解性下降。

爆炸荷载作用下平面钢框架变形形态研究

本文采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA研究单榀钢框架在爆炸荷载作用下的变形形态。分析中考虑了爆炸作用时间和荷载峰值对其变形形态的影响。结果表明:在爆炸荷载作用下,结构变形形态具有局部性和弱传递性,即爆炸区的梁柱首先产生大变形并伴随大量塑性应变,最后在横梁和立柱端部达到材料失效应变而断裂;结构的破坏发生在框架的梁柱节点部位,故协调框架梁柱节点的刚度可以延缓破坏的发生。在荷载峰值相同的情况下,受荷横梁跨中节点的变形对应作用时间2~10ms分别增大3~23倍;在作用时间相同的条件下,受荷横梁跨中节点的变形对应荷载峰值1200~4800kN/m分别增大3.27~6.93倍。

某新建钢结构超市的加固设计

针对某超市因设计漏算荷载、构件截面选择不当和施工偏差超过规范要求,对该结构重新进行了全面结构分析和结构加固设计,并根据现场的实际情况进行了方案比选,最后选出了既满足结构安全又不影响结构使用功能要求的经济方便的加固方案。

对话李海旺

Q：您与艺术是什么时候结缘的？有什么机缘没有？A：七八岁的时候吧。机缘当然有,我有个姑父是工艺美术家,同时也是我们县里的文化馆馆长。第一次看到他画画的时候我说这个好,能不能教我？于是他就教我画解放军的头像。后来,我又自己临摹连环画——整本的连环画我临摹了好多本啊,所以上学的时候我的速写一直不费劲,特别轻松,是我们班上成绩最好的。

机载LiDAR点云数据的建筑屋顶面提取算法

针对机载LiDAR点云数据的屋顶面提取过程中因受植被影响导致提取精度低的问题,提出了一种基于区域生长的屋顶面点云提取算法。进行滤波处理得到非地面点云,利用屋顶面点云邻域特征信息提取屋顶面种子点,引入植被指数和RGB差值信息作为生长约束条件对屋顶面点云进行生长分割,利用屋顶面的高程与面积值对提取结果进行过滤优化,得到屋顶面点云。选取了农村、城市、工厂三组不同场景的测试数据进行实验,结果表明:Kappa系数分别达到了97.29%、97.82%、97.13%,算法可实现较好的建筑屋顶面提取效果,且针对不同建筑场景具有良好的适应性。

输电塔架的动力特性分析

雪灾会对电力设施造成巨大的破坏。通过采用ANSYS程序对输电塔架进行动力特性的分析，以考虑不同的裹冰厚度对塔架动力特性的影响。分析结果表明：塔架的自振频率随裹冰厚度增加而减小，特别是当裹冰厚度达到50～60mm时，减小幅度在30％以上。塔架动力特性的变化必将对结构的地震、风栽的动力响应产生较大的影响，为以后的动力响应研究，如在地震、风载作用下的动力响应打下基础。