可压缩边界层的入口合成湍流生成方法

在壁湍流中开展RANS-LES方法混合模拟时,入口处添加合理的湍流脉动能够缩短流场向完全湍流的发展距离,提高数值模拟精度以及节省计算资源.采用SA-IDDES方法对槽道湍流和可压缩湍流边界层开展了数值模拟研究,对比了3种较为常用的合成湍流方法对流场发展的影响,包括合成湍流生成器(STG)、数字滤波法(DFM)和合成涡方法(SEM);研究了不同合成湍流入口条件下流场壁面摩阻、流场结构、雷诺应力的发展过程,评估了各方法在壁湍流中的表现.其中在不可压槽道湍流和可压缩湍流边界层的模拟中,STG方法展现了较短的摩阻恢复距离,流场结构与雷诺应力发展相比DFM也有一定的优势.在高马赫数湍流边界层的数值模拟中,忽略热力学量脉动可能会降低合成边界层脉动恢复到物理真实脉动的速度.因此,文章进一步基于STG给出的速度脉动,在入口处通过若干强雷诺比拟方法(SRA,GSRA和HSRA)添加热力学脉动量,对比研究了对可压缩湍流边界层流场发展的影响,结果显示是否添加热力学脉动对于流场摩阻和雷诺应力发展影响较小,但对流场中的热力学量影响显著,其中GSRA下流场热力学量恢复得最快.

碱激发矿渣-钢渣复合胶凝体系的性能研究

以氢氧化钠和水玻璃为激发剂制备矿渣-钢渣复合胶凝材料,研究矿渣掺量、碱当量和水玻璃模数对复合胶凝材料抗压强度的影响,并采用XRD、SEM对硬化试样的显微形貌和水化产物组成进行了分析。结果表明:随矿渣掺量减少,抗压强度降低。随碱当量的增加,抗压强度先提高后降低,碱当量为11%时强度达到最高。随水玻璃模数的增大,抗压强度先提高后降低,当水玻璃模数为1.2时强度达到最高。水化产物主要为CaCO3、C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶、托贝莫来石及RO惰性相。

复合活化对废弃混凝土再生微粉活性的影响及机理研究

再生微粉具有潜在活性,可作为辅助性胶凝材料取代水泥,但活性低限制了其应用。采用物理-化学复合活化方法激发再生微粉的活性,研究了活化再生微粉的活性指数、力学性能和微观形貌。结果表明:随着研磨时间的延长,胶砂的抗压、抗折强度先提高后降低;当研磨时间为4 h时胶砂试块的28 d抗压强度为28.6 MPa,28 d活性指数为64.3%。采用物理-化学复合活化时,当研磨4 h且掺加1%Na2SO4+1%Ca(OH)2激发剂时,胶砂28 d抗压强度为35.2 MPa,28 d活性指数达到79.1%,再生微粉的活性显著提高。

再生微粉多元复合胶凝体系的性能研究

再生微粉复合胶凝体系对再生微粉的应用具有积极作用。本文采用再生微粉-水泥-粉煤灰构建二元/三元复合胶凝体系,研究了再生微粉的掺量对胶砂试块物理、力学性能的影响,并通过XRD和SEM探究了胶砂试块的水化产物和显微结构。结果表明:随着再生微粉掺量的增加,胶砂试块3、7、28 d的抗压强度逐渐下降,需水量增加,流动度下降,干缩值先减小后增大;掺有再生微粉和粉煤灰的复合胶凝体系胶砂试块的干燥收缩在7~14 d发展较快。随着再生微粉和粉煤灰掺量的增加,水化硅酸钙生成量逐渐减少,胶砂试块内部孔隙、裂隙明显增多。再生微粉和粉煤灰对水泥的总取代率最大为40%(质量分数)。

粗糙元取向对湍流统计量影响的数值研究

采用直接数值模拟方法研究了椭球体粗糙元取向对粗糙壁槽道湍流统计量的影响,其中,粗糙元几何采用清晰界面浸没边界方法直接解析。考虑了四种不同粗糙元取向的粗糙壁,包括随机取向、垂直放置、朝下游倾斜45°、朝上游倾斜45°,对于每种取向选取三种不同粗糙元间距。模拟结果显示:粗糙元取向对湍流统计量有显著影响;对于小粗糙元间距(l=2.0r,其中r为椭球体的最短半轴长),“随机取向”粗糙壁的砂粒粗糙度长度(k_(s))大于其他粗糙壁;对于大粗糙元间距(l=2.8r、3.5r),“垂直放置”粗糙壁的k_(s)最大;“朝下游倾斜45°”和“朝上游倾斜45°”粗糙壁的k_(s)值和雷诺正应力(以壁面摩擦速度无量纲化)基本相同,并且其流向雷诺正应力远高于其他粗糙壁。另一方面,“朝下游倾斜45°”粗糙壁的流向分散应力高于“朝上游倾斜45°”粗糙壁;垂向和横向分散应力远小于流向分散应力,其中“随机取向”粗糙壁的垂向和横向分散应力幅值最高.

合成湍流对空腔流动RANS-LES混合模拟结果的影响

合成湍流作为一种能够有效抑制"灰区"问题的手段,在RANS-LES混合模拟中得到了广泛应用。由于空腔流动中存在主导的自持振荡机制,添加合成湍流对其RANS-LES混合模拟结果的影响目前还不明确。本文详细比较了合成湍流对马赫数0.6空腔流动的分区和非分区混合模拟带来的影响:对于剪切层,合成湍流显著增加了旋涡结构的三维特性和湍动能的大小;对于腔内的流动,添加合成湍流增大了后壁附近环流区的尺寸,进而降低了靠近后壁区域的剪切层动量厚度和平均压力分布,模拟结果更接近实验数据。合成湍流的使用会诱导产生更高频的模态,但是对Rossiter模态基本没有影响。通过对不同位置展向波数谱的比较,发现合成湍流对模拟结果的影响是通过改变腔内流动的三维机制而产生的。对比研究说明,如果主要关注流动的三维特性(如展向失稳模态),则来流边界层中的合成湍流脉动将对空腔流动的RANS-LES混合模拟结果有重要影响。

利用正交试验法研制结构用陶粒轻骨料混凝土

为满足建筑结构对轻质构件的需求,进行正交配合比试验设计,研制LC35结构用陶粒轻骨料混凝土(LACC)。依据标准进行配合比计算,通过试制试验、多变量数据分析,得出影响LACC强度的影响因子水平,包括净水胶比、粉煤灰掺量、陶粒掺量和砂率。采用极差和方差分析,确定影响LACC 28d抗压强度因素的主次顺序为陶粒掺量>净水胶比>砂率>粉煤灰掺量,陶粒掺量480kg、净水胶比0.36、粉煤灰掺量20%、砂率42%为最优方案,且各因素不对28d抗压强度产生差异关系。最佳配合比净水胶比0.36、水泥360kg、粉煤灰90kg、陶粒480kg、砂775kg、减水剂4.5kg,LACC 28d抗压强度达到45MPa以上,满足轻骨料混凝土结构用强度要求。

原位反应烧结Zr_(2)Al_(4)C_(5)化合物增韧ZrB_(2)-SiC复相陶瓷的制备工艺及力学性能

ZrB_(2)-SiC复相陶瓷在超高温领域具有重要的应用前景,但韧性低限制了其应用。本工作通过原位反应烧结制备出Zr_(2)Al_(4)C_(5)化合物增韧ZrB_(2)-SiC复相陶瓷,研究了Zr/Al物质的量比和烧结工艺对复相陶瓷的烧结性能、显微结构和力学性能的影响。结果表明:随着Zr/Al物质的量比的减小,原位反应合成的Zr_(2)Al_(4)C_(5)化合物逐渐增多;随着烧结温度的升高,Zr_(2)Al_(4)C_(5)化合物逐渐反应合成;随着烧结压力的增加和保温时间的延长,复相陶瓷主要相成分为ZrB_(2)、SiC和Zr_(2)Al_(4)C_(5),开气孔率呈现下降的趋势,断裂韧性呈现先增加后降低的趋势。采用Zr/Al物质的量比2∶6、烧结温度1800℃、烧结压力20 MPa、保温时间3 min,通过SPS原位反应烧结制备的Zr_(2)Al_(4)C_(5)化合物增韧ZrB_(2)-SiC复相陶瓷,其断裂韧性可达(5.26±0.37)MPa·m 1/2;韧化机理主要包括裂纹偏折、裂纹桥接、裂纹分叉以及层状Zr_(2)Al_(4)C_(5)晶粒拔出等能量耗散机制。

横向矩形微槽抑制高超声速第二模态扰动波的参数化研究

针对高超声速飞行器边界层转捩控制问题,以马赫数6平板边界层的第二模态扰动波为研究对象,采用线性稳定性理论(LST)和直接数值模拟(DNS)分别开展了离散模态的同步模式研究和大尺寸(0.4 mm宽)横向矩形微槽开槽位置对第二模态扰动波的控制作用研究.LST分析表明:涡/熵波会导致Mack第二模态和“modeⅠ”模态(通常来源于快声波)的分支类型发生改变.通过DNS发现,开槽表面对基本流的影响程度与边界层流向位置(或厚度)相关,随着开槽位置后移(边界层厚度增加),开槽表面对基本流动的影响程度减弱,摩擦阻力系数和压差阻力系数也逐渐减小.DNS结果还表明,位于快/慢模态同步区间之前的开槽工况对第二模态扰动波依然有抑制效果,这与文献中关于小尺寸(微米量级)微孔隙位置对第二模态控制作用的结论不同,同时发现,当矩形微槽布置在最大增长率区间范围内或快/慢模态同步区间位置时,对第二模态扰动的抑制效果最佳.

浅谈民航通信网络发展

在全球化的今天,面对与日倍增的航班起降架次以及更繁忙的国际航线往来,民航业对通信传输的安全性与高效性提出了更高的要求。针对现行的航空固定电信网(AFTN网)的不足,国际民航组织提出建立新型的民航通信网络,即新型航空电信网络(ATN网)。近些年来,随着TCP/IP网络技术的飞速发展,将TCP/IP网络技术融入到ATN网络的建设中成为了民航通信从业人员研究的热点。

高焓湍流边界层壁面摩阻产生机制分析

高超飞行器在中低空以极高马赫数飞行时,飞行器表面会遇到湍流与高温非平衡效应耦合作用的新问题.这种高焓湍流边界层壁面摩阻产生机制是新型高超声速飞行器所关注的基础科学问题,厘清此产生机制可以为减阻方法的设计提供指导,具有重要的工程实用价值.本文选取高超声速飞行时楔形体头部斜激波后的高焓流动状态,开展了考虑高温非平衡效应的湍流边界层直接数值模拟研究,并设置同等边界层参数下的低焓完全气体湍流边界层流动作为对比,采用RD (Renard&Deck)分解技术研究了高焓湍流边界层摩阻的主要产生机制,对摩阻产生的主要贡献项积分函数分布进行了详细分析,研究了高温非平衡效应对摩阻产生的影响规律;采用象限分析技术,研究了摩阻分解湍动能生成项的主导流动事件.计算结果表明,高温非平衡效应会使得壁面摩阻脉动条带的流向和展向尺寸均减小.分子黏性耗散项和湍动能生成项是高焓湍流边界层摩阻生成的主要流动过程.分子黏性耗散项主要作用在近壁区,高焓流动的分布与低焓流动存在差异.象限分析表明,上抛和下扫运动是影响摩阻分解中湍动能生成项的主导事件.

基于旋转爆震三维流场结构分析的计算模型对比研究

为了研究不同计算模型对三维旋转爆震数值模拟的影响,分别基于Euler方程、N-S方程、RANS方法和IDDES方法并结合滑移、无滑移壁面边界条件,耦合氢气/空气的有限化学反应速率模型(7组分8基元反应),采用高分辨率的五阶有限差分格式WENO-PPM5离散对流项,对圆环筒型燃烧室内的三维旋转爆震波进行数值模拟,得到了不同模型下旋转爆震波的流场结构、传播特性和推力性能。对比了不同计算模型对流场结构的影响。当采用滑移壁面边界条件时,Euler方程和N-S方程的计算结果较为一致。当使用无滑移壁面边界条件时,边界层的存在会导致可燃混气与燃烧产物之间接触面上的爆燃燃烧区域沿壁面向上游渗透,增大爆燃区域的范围;且爆震波锋面非受限侧变窄、严重变形,不同计算方法计算的变形程度有所不同。

ZrB_2基超高温陶瓷的强韧化研究进展

ZrB2具有高熔点(3245℃)、高硬度(23GPa),高温热稳定性,成为最具潜力的超高温陶瓷,但是ZrB2韧性低的缺点限制了应用范围。本文总结了增韧ZrB2陶瓷的研究进展。目前,提高ZrB2基超高温陶瓷的断裂韧性的方法主要是通过掺入第二相,掺入相包括SiC颗粒、晶须、纤维,短石墨纤维,纳米SiC,氧化锆,Mo,Nb以及AlN和BN等。

含石粉的C30机制砂混凝土性能研究

文章针对机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响,结合具体实验数据探究了机制砂、粉煤灰和石粉含量对混凝土性能的影响;结果表明,随着机制砂含量的增加,坍落度不断降低,抗压强度先增加后降低,当含量为40%时,抗压强度达到最大值。粉煤灰的适量掺入可以改善混凝土的工作性能,掺量为20%时提高了混凝土的抗压强度。适量的石粉可以改善混凝土的工作性能,提高其抗压强度,当石粉含量高于13%,降低混凝土工作性能和抗压强度。因此,当机制砂掺入为40%,粉煤灰为20%和石粉含量为13%时,C30混凝土的抗压强度最高。

超声引导下一步与两步穿刺法介入治疗肝脓肿的效果比较

目的对比超声引导下一步穿刺法与两步穿刺法介入治疗肝脓肿的效果。方法采用前瞻性随机对照研究,将2019年5月至2022年5月南阳市中心医院收治的肝脓肿患者通过随机数表法分为一步法组和两步法组。一步法组在肝脓肿介入治疗中采用一步法穿刺流程,两步法组则采用两步法穿刺流程。对比两组穿刺时间、一次性穿刺成功率;对比两组术后相关临床参数;记录两组患者住院期间并发症情况。结果本研究遵循纳入及排除标准共纳入107例患者,一步法组54例,两步法组53例;试验过程中,一步法组剔除2例、中止1例;两步法组剔除1例、中止1例,最终每组均纳入51例患者。一步法组穿刺时间短于两步法组(P<0.05);一步法组一次性穿刺成功率为88.23%,6例失败后进行第2次穿刺均成功,两步法组均一次性穿刺成功;两步法组一次性穿刺成功率高于一步法组(P<0.05);两组置管时间、术后体温恢复时间及血常规恢复时间比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组住院期间,术后出血、术后导管引流不畅、术后脱管及术后疼痛比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论肝脓肿患者行超声引导下介入时一步穿刺法与两步穿刺法在术后恢复情况及并发症发生率上相似,但采用一步穿刺法可节省穿刺时间,而两步穿刺法可提高一次性穿刺成功率。

石粉对C30机制砂自密实混凝土性能的影响

随着基建设施的大规模开展及环境保护的要求,天然河砂日趋减少且开采受限,针对这一问题,在混凝土中引入机制砂已成为当下的主流,但在机制砂生产过程中产生的大量石粉,影响了机制砂的应用。基于此,文章对实验的原材料、自密实混凝土配合比设计及实验方法进行了阐述,分析了实验结果,包括不同机制砂取代率的影响、不同含量石粉的影响规律、不同粒径石粉的影响规律,并得出了结论。

基于云计算技术的智能管理系统在客运交通枢纽的应用研究

1项目背景太子城客运枢纽位于张家口市崇礼区太子城高铁站东侧,太子城高铁站与规划1号路之间。作为2022年冬奥会崇礼赛区的重要配套工程,本工程解决由城际铁路与区域短途交通的换乘功能。涉及交通工具涵盖公交、巴士、出租车、社会车辆等,解决本区域全方位交通换乘的交通功能。要求同时兼备赛前和赛后使用功能。

双级时效对7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊组织及应力腐蚀敏感性的影响

采用搅拌摩擦焊方法对3 mm厚7050-T7451铝合金进行焊接,为改善接头应力腐蚀敏感性,焊后进行121℃×5 h+163℃×27 h双级时效处理.通过对微观组织、显微硬度以及应力腐蚀敏感性的分析,研究双级时效对焊接接头性能的影响.结果表明,双级时效后晶粒发生粗化,晶界内析出相和周边无沉淀析出带(PFZ)变宽,导致在热影响区和热力影响区出现大量不连续晶界;接头热影响区的显微硬度有所下降,但范围明显变窄,接头组织的均一性得到改善;时效处理后的接头在进行应力腐蚀试验60天后仍未发生断裂,而未经时效处理的接头在1天内全部发生断裂,说明双级时效有效降低了焊接接头的应力腐蚀敏感性.

高强度聚焦超声消融子宫肌瘤对患者内分泌水平和生育功能的影响

目的探讨高强度聚焦超声消融(HIFU)子宫肌瘤对患者内分泌水平和子宫内膜形态及生育功能的影响。方法收集我院微创手术治疗的130例子宫肌瘤患者临床资料,分为接受HIFU消除肿瘤的观察组78例和经宫腔镜切除肿瘤的对照组52例,对比两组经治前和治疗2月后FSH、LH、E2的分泌水平,子宫内膜形态及生育功能的改变情况。结果两组患者术前三种性激素内分泌水平、子宫内膜形态及生育功能基本无明显差异(P>0.05);经HIFU治疗后观察组FSH、LH、E2的分泌量无明显变化(P>0.05),对照组切除肿瘤后三种性激素分泌量与术前相比均有所增加,且增加具有极其显著性(均P<0.01),另外,观察组术后FSH、E2水平明显低于对照组(P<0.05),LH水平显著低于对照组(P<0.01);两组患者子宫内膜形态指标比治疗前显著性增加(均P<0.01),且观察组HIFU消融后子宫内膜厚度与对照组肿瘤剔除后有显著差异(P<0.05),子宫内膜容积比较差异极显著(P<0.01);两组患者术后2月比术前的生育功能均有所增强,HIFU组改善更为突出。结论HIFU消融治疗方法对子宫肌瘤患者的内分泌水平改变极小,而对子宫内膜形态和生育功能改善具有良好效果。

粉煤灰掺量对免烧砖性能的影响

本文利用建筑垃圾和粉煤灰制造新型建筑材料-免烧砖,并探究粉煤灰含量对免烧砖性能的影响。首先对建筑垃圾进行了分类和预处理,采用机械粉磨、碱激发和盐激发相结合的方式对粉煤灰的活性进行激发,活性激发后的粉煤灰替代部分水泥制备免烧砖,最后在实验室测试了免烧砖的体积密度、气孔率、吸水率、抗压强度等性能指标。结果表明:利用建筑垃圾和粉煤灰制备的免烧砖的综合性能能够满足国家标准,并且随着粉煤灰掺量的改变,免烧砖的性能也表现出了不同程度的改变,从而为我们寻找粉煤灰的最佳掺量奠定了基础,对于推动粉煤灰在新型建筑材料中的应用具有深远的意义。