喷水推进泵临界空化工况空化流态试验

在舰艇空间尺寸的限制下,提高推进器的综合性能是舰船设计的关键。空化是喷水推进泵的主要噪声源和重要设计参数。为降低舰艇的噪声,提高喷水推进泵的空化性能,十分有必要研究空化流动结构演变规律及其对喷水推进泵性能的影响。以某型喷水推进泵为研究对象,采用高速摄像技术开展了喷水推进泵临界空化工况空化流动结构演变规律试验研究。在空化发生和发展过程中,喷水推进泵空化流动结构包括片状空化、云状空化、叶顶间隙空化、叶顶泄漏涡空化和垂直空化涡。试验捕捉了空化演变的物理过程,分析了各空化流动结构对喷水推进泵性能下降的影响。结合数值模拟和前人研究,阐述了空化流动结构形成机理及其对喷水推进泵性能的影响。研究结果为喷水推进泵内的空化现象提供了新的认识,也为空化性能预测方法的研究给予了借鉴和指导。

爆破片疲劳实验装置的研制及其应用

爆破片作为一种保护压力容器安全的安全泄放装置,其疲劳寿命是工程中十分关注的问题。由于对爆破片疲劳特性方面的研究不多,而对在役爆破片疲劳寿命的影响因素又较多,故规定和预测爆破片寿命相当困难。搭建了一个应用范围广、压力波形可调、耐疲劳性能强的,能用于爆破片疲劳实验的实验装置,设计实验夹具,针对普通正拱型爆破片进行了疲劳实验,发现爆破片的疲劳破坏均发生在边缘位置,并与静压爆破实验的破坏位置作对比。研究了压环圆角对爆破片疲劳寿命的影响,为正拱型爆破片的设计制造提供参考。

黑水虻对三种病原菌的杀灭作用研究

畜牧业的蓬勃发展带来了愈发严重的畜禽粪便病原菌污染问题,黑水虻作为一种重要的资源昆虫,其幼虫能有效杀灭畜禽粪便中的病原菌,并生产出有价值的附加产品。为探究黑水虻幼虫杀灭畜禽粪便中病原菌的具体规律和机制,开展了黑水虻幼虫杀灭大肠杆菌O157∶H7(Escherichia coli O157∶H7)、沙门氏菌(Salmonella)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的试验,采用平板计数法和高通量病原菌芯片检测法对病原菌饲料和鸡粪饲料饲养试验中黑水虻幼虫对3种病原菌的杀灭效果进行了检验,并对黑水虻幼虫体内的溶菌酶活性进行了测定。结果表明:在单一病原菌饲料饲养条件下,3日龄黑水虻幼虫在4~6 d的处理时间内能将大肠杆菌O157∶H7和沙门氏菌完全清除,将金黄色葡萄球菌浓度降低到非常低的水平,其抑制率在99%以上,同条件喂养9日龄黑水虻幼虫的情况下,仅需2~4 d的处理时间就能将大肠杆菌O157∶H7和沙门氏菌完全清除,对金黄色葡萄球菌的抑制率同样达到99%以上,且黑水虻幼虫自身不会被病原菌感染;在鸡粪作为饲料饲养条件下,3日龄黑水虻幼虫在8 d的处理时间内能将大肠杆菌O157∶H7和沙门氏菌完全清除,在12 d的处理时间内能将金黄色葡萄球菌完全清除;黑水虻幼虫体内的溶菌酶活性与病原菌数量呈显著的正相关关系,推测溶菌酶参与了黑水虻幼虫杀灭病原菌的过程。

多参数优化设计对喷水推进组合体水力性能的影响

通过调整轴支架的叶片数、轴支架叶片出口安放角、轴支架与叶轮间距、叶顶间隙等参数对喷水推进组合体的性能进行优化设计,利用CFD对某型喷水推进组合体的流场进行数值模拟,分析不同几何结构参数对喷水推进泵性能的影响.结果表明:随着轴支架叶片数的增大,扬程、效率、功率曲线整体都呈下降趋势;当轴支架叶片数与叶轮相等时,扬程与功率曲线骤降;当轴支架叶片出口安放角为[-25°,25°]时,随着出口安放角增大,扬程曲线与效率曲线呈线性上升的趋势;随着喇叭管外径长度增大,入口面积变化减小,扬程与效率曲线逐渐下降后趋于平缓,随后又略有上升,功率的变化整体上呈下降趋势;随着轴支架与叶轮间距的增大,扬程曲线逐渐上升后趋于平缓,功率变化规律和扬程变化规律一致,效率曲线先上升后下降;随着叶顶间隙增大,叶轮做功效率下降,扬程、效率及功率曲线都呈下降趋势.该研究结果可提高喷水推进组合体的水动力性能,对促进喷水推进技术的发展具有较大的应用价值,为喷水推进组合体的优化设计提供了一定依据.

外源反硝化菌投加对湖水细菌群落的影响

反硝化细菌常用于污染水体的治理与修复。为探究好氧反硝化细菌的加入对水体中原位细菌群落的影响,以污染湖泊水环境为研究对象,在湖水中设置3根试验管并分别添加0g、2g、20g地衣芽孢杆菌菌粉,连续取4次水样后,利用基因定量和高通量测序技术对湖泊水体细菌群落中的好氧反硝化基因拷贝数和细菌群落组成及代谢功能进行研究。结果表明:好氧反硝化基因napA的拷贝数变化显示,好氧反硝化细菌在湖泊浅层水体中的存活时间为4d左右;添加外源反硝化细菌会降低湖泊水体中原位细菌群落多样性,改变细菌群落结构,其中Gammaproteobacteria的相对丰度与外源反硝化细菌投加量呈正相关,与时间呈负相关,而Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Acidimicrobiia、Actinobacteria的相对丰度均与外源反硝化细菌投加量呈负相关;投加外源反硝化细菌短时间内可以增强湖泊水体中细菌群落的反硝化能力,但随着时间的延长,原位微生物会恢复其竞争优势。

Maneuverability Simulations for Twin-Waterjet Propulsion Vessel

Maneuverability is one of the most important sailing performances of vessels. In this article, a motion control model with three degrees of freedom(DoFs) for twin-waterjet propulsion vessel is proposed. The model is developed on the basis of maneuvering model group(MMG) maneuverability equations. A simulation environment is constructed on the Matlab Simulink platform. Standard turning tests and zig-zag tests are simulated by solving the motion control model, and the corresponding maneuverability parameters are calculated. Simulation results demonstrate that the maneuverability parameters are in accordance with the vessel maneuverability standard.The approach may be applied to the rapid prediction of vessel maneuverability.