孔内空气间隔对有/无金属罩聚能装药定向侵彻效果的影响

为了探究孔内径向空气间隔对有/无金属罩聚能装药定向侵彻效果和炸药爆轰能量传递过程的影响,采用ANSYS/LS-DYNA软件,开展孔内装药空气间隔为6,8,10,12,14 cm时的数值模拟研究,分析了聚能装药中有药型罩形成EFP和无药型罩形成聚能气流的能量集中释放过程,以及对孔壁的定向侵彻深度。结果表明空气间隔小于10 cm时,聚能气流对孔壁的侵彻深度相对于EFP平均侵深分别提高了53%(6 cm)和29%(8 cm)。空气间隔大于10 cm时,EFP平均侵彻深度相比于聚能气流均增加了26%(12 cm和14 cm)。计算聚能轴线上EFP和聚能气流单位面积通过孔壁的动能,发现空气间隔较小时,聚能气流在空气中衰减耗散的能量小于EFP塑性变形耗能,此时聚能气流对孔壁的侵彻效果较优;空气间隔较大时,爆轰产物空间膨胀造成聚能气流轴线处的密度和动能显著降低,而EFP由于具有高密度和不可压缩性,能量分散小,动能衰减缓慢,此时EFP对孔壁的侵彻效果优于聚能气流。

高压隔膜泵单向阀阀隙流场的冲蚀磨损特性分析

目的探究高压隔膜泵单向阀阀隙流场冲蚀磨损产生的原因及主要影响因素。方法基于固液两相流基本理论和冲蚀模型,考虑颗粒保护效应及磨蚀效应,采用计算流体力学(CFD)方法模拟单向阀阀隙流场的冲蚀磨损行为,探究矿粉颗粒体积分数、颗粒粒径、单向阀半锥角、胶垫突出高度等参数对单向阀冲蚀磨损特性的影响。结果矿粉颗粒紧贴阀芯壁面的剪切运动是造成阀芯发生冲蚀磨损失效的主要原因。当矿粉的体积分数由0.1增大到0.5时,由冲蚀造成的最大冲蚀磨损速率随之减小,由磨蚀造成的平均冲蚀磨损速率随之增大。当矿粉粒径为0.025~0.048 mm时,随着矿粉粒径的增大,平均冲蚀磨损速率随之增大。当矿粉粒径超过0.048 mm时,平均冲蚀磨损速率逐渐减小。当单向阀半锥角由30°增大到45°时,阀隙流场的最大流速由12.23 m/s减小至9.19 m/s,矿粉颗粒对阀芯壁面的最大冲蚀磨损速率减小了41.16%。阀隙流场的最大流速和冲蚀磨损速率随着胶垫突出高度h的增大而增大,同时位置也发生了相应变化。结论矿粉颗粒体积分数的增加会加重粒子对阀芯壁面的损伤程度,随着粒径的增加,泵阀的最大冲蚀磨损速率先增大后减小,增大半锥角可以缓解颗粒对壁面的冲蚀磨损,增大胶垫突出高度会导致冲蚀磨损区域逐渐向胶垫突出位置集中。

跨音速流动中涡轮动叶叶顶的气膜冷却特性分析

为了掌握跨音速流动中涡轮动叶叶顶气膜冷却特性,采用压敏漆测试技术来研究叶顶间隙高度和质量流量比对叶顶气膜冷却特性的影响规律。研究结果表明:在小质量流量比条件下,增加叶顶间隙高度能够有效改善叶顶中弦区域的气膜覆盖,然而当质量流量较大时,叶顶间隙高度变化对叶顶中弦区域的气膜冷却效率分布影响并不明显;在小叶顶间隙高度条件下,随着质量流量比增加,叶顶中弦区域冷气覆盖效果逐渐变差,在大叶顶间隙高度条件下,仅当质量流量比从0.1%+0.05%增加到0.14%+0.07%时,叶顶中弦区域的冷气覆盖效果才有所改善。

环形间隙式层流元件设计及流量特性研究

为了解决传统层流流量计(LFM)线性度不佳、长径比较大、加工使用不便和结构易受流体影响等诸多问题,受双锥流量计的启发,提出了一种环形间隙式层流元件结构,介绍了测量原理和流道内非线性压力损失来源。保持该结构外套筒体和圆柱锥体同轴心,其流道截面为同心圆环,通过CFD仿真确定了锥形导流结构的合理锥形角度,确定了层流元件的尺寸参数。将取压孔设置在流道中充分发展的层流段,理论上消除了传统毛细管式LFM进出口处流动局部损失和层流发展段的动能损失。制作3种不同间隙大小的试件并进行试验,结果显示,当测量流量值小于53 mL/min时,层流元件的测量误差在3%以内;当测量流量值在(130~6189)mL/min时,测量误差在±2%以内;层流元件的压差和流量之间具有优秀的线性关系。说明环形间隙式层流元件结构可有效克服传统LFM的非线性影响,同时测量流量范围可随间隙大小变化而改变。

燃气透平榫头/榫槽装配间隙流动与换热特性研究

为精确设计燃气轮机二次空气系统,针对燃气透平动叶榫头/榫槽间隙内的流动与换热问题开展研究。以燃气透平动叶榫头/榫槽配合面S形间隙结构为研究对象,试验研究了榫头/榫槽装配间隙内的流阻与换热特性,并数值分析了其详细流动结构。首先,采用压力扫描阀和热色液晶测温技术测量了榫头/榫槽内的流阻和努塞尔数分布。然后,利用试验结果对所采用的数值计算方法进行了考核,并进行了网格无关性验证。最后,详细分析了5种雷诺数、5种结构参数榫头/榫槽高度及5种间隙宽度下榫头/榫槽装配间隙结构内部流动与换热特性。结果表明:在试验测量范围内,左侧壁面的平均努塞尔数始终比右侧高10%左右;随着雷诺数的增大,榫头/榫槽装配间隙的阻力损失系数和换热强度均逐渐增大,当雷诺数从15000增大到35000时,平均阻力系数增大了2倍,两侧面整体平均努塞尔数均增大了1.1倍;随着榫头/榫槽装配间隙相对高度的增大,阻力损失系数及壁面努塞尔数均逐渐减小;随着榫头/榫槽装配间隙宽度的增大,试验范围内平均阻力系数增大了30.7%,左右两侧面平均努塞尔数分别增大了95.5%和94.9%。

多变气热参数下大尺度槽深叶顶的流动换热特性

为了研究具有渐缩型面凹槽在不同深度下叶顶间隙的流动换热特性,针对某一级高压涡轮,在发动机五种典型工况下通过改变其凹槽深度,采用k-ω湍流模型以及自适应湍流模拟方法(SATES)分别进行定常和非定常的数值仿真分析。研究结果表明,凹槽深度是影响间隙泄漏流动和叶顶换热特性的重要因素,同时该影响趋势也受涡轮工作状态的限制。相比于深凹槽,浅凹槽方案的间隙泄漏量明显降低,对应的涡轮动叶出口总压损失系数也有所降低,这在涡轮小流量状态时尤为明显。然而,深凹槽设计在降低叶顶热负荷方面表现更好,其中槽深0.8H方案比槽深0.1H方案的叶顶平均努塞尔数降低38.3%~95.3%。定常和非定常两种计算方法主要影响了间隙内局部泄漏量和叶顶前部热负荷的预测值,并未改变流动换热特性的分布趋势。

高压气井电缆作业密封失效解决措施

文章通过引入电缆运动增加密封脂消耗量和密封脂在注脂管线内的流动压降等影响密封的因素,分析了本次作业密封失效的主要原因。同时,提出通过控制影响密封理论参数等因素,如季节性温度变化、电缆结构和新旧程度及井内气体等,有效解决了本次作业密封失效的问题。

动力定位船舶推进器间隙流动自适应控制技术

为提高推进器推进效率,降低能耗,改善动力定位船舶的稳定性,提出动力定位船舶推进器间隙流动自适应控制技术。构建动力定位船舶推进器实验模型,采用柔性密封结构处理推进器圆环外壁与导管凹槽区域,计算动力定位船舶推进器叶轮、转子轮缘的输出功率,采用无量纲方式处理动力定位船舶推进器间隙流动损耗,计算推进器水动力参数,获取推进器轴系振动加速度频谱特征,实现动力定位船舶推进器间隙流动自适应控制。实验结果表明,间隙尺寸越大,推进器敞水效率越低;柔性密封结构可实现推进器间隙流动控制,增大推进器转子推力系数、扭矩系数,同时不会对推进器敞水效率造成影响;所研究技术使推进器转子轴向、横向加速度幅值明显下降;轮缘长度较大的轮缘间隙结构方案,间隙流动损耗更大。

球床式高温气冷堆旁流三维数值模拟

针对球床式高温气冷堆中散体布置的石墨砖等结构带来的旁流问题,数值模拟了高温气冷堆满功率稳态运行时卸料管、控制棒通道及窄缝中的旁流特征。通过结合华能集团自主研发的HN-750型球床式高温气冷堆的结构特点和流道特征,建立了包含窄缝、顶反射层、堆芯球床、底反射层及底部球腔的反应堆三维几何模型和近真实物理数学模型,生成了网格数为2.6亿的混合网格。结果表明,总旁流占总流量比例为29.25%,窄缝旁流占总流量比例为24.43%,并且呈现出回流特性,卸料管旁流占比3.87%,控制棒通道旁流占比0.95%。该研究考虑了非轴对称的进出口结构,是对现有的球床式高温气冷堆二维轴对称模型的补充和提升;该研究针对球床式高温气冷堆的大规模三维数值计算,为球床式高温气冷堆的热工水力优化和安全分析提供了丰富的数据支撑。

高超声速飞行器激波干扰区缝隙流动传热特性研究

针对高超声速飞行器激波干扰区附近缝隙流动传热问题,建立激波发生器和缝隙的二维模型,利用CFD仿真分析技术,分别研究了激波作用于缝隙前、缝隙中和缝隙后情况下缝隙内部流动传热特性。结果表明,相比较无激波的状态,激波作用于缝隙前和缝隙中时,会明显改变缝隙内部流体的旋涡结构,使得缝隙内部流动强度和热量急剧增加;当激波作用于缝隙后部时,缝隙内部流体的旋涡结构没有明显改变,且靠近缝隙口的远端壁面热流有局部降低,有利于热防护结构的维型。研究结果表明,结构热防护设计时应避免激波作用在缝隙前部和中部的位置。

大型龙口软土地基快速处理关键技术

针对大型龙口的流泥及淤泥土层等软弱地基抗剪强度指标低、抗滑稳定和沉降控制难度大、不能满足合龙要求的问题,进行了横沙东滩圈围(八期)工程的流泥及新淤积软土地基合龙方案的分析研究。采用理论分析结合数值模拟计算方法,提出同一龙口位置深厚流泥打设排水板、薄层流泥碎石置换以及通长袋加筋的组合式地基处理方法,使大型龙口的软弱地基土在短时间内强度大幅度提高,满足了合龙要求。研究成果可为类似工程的施工设计提供新思路。

基于正交试验的缝隙引流叶轮优化设计

为探究不同参数下缝隙引流叶轮对离心泵性能的影响,采用正交试验方法,以某型两级离心泵为研究对象,根据L_(6)(2^(1)×3^(2))正交表,选取小叶片包角、小叶片周向重叠度、缝隙宽度等3个参数作为试验因素,设计出6种叶轮。基于SST k-ω湍流模型对离心泵内部流场开展了数值计算工作,获得了各方案在不同工况下的性能曲线。采用极差分析法,探究了不同因素对扬程和效率的影响。对优化叶轮方案进行试验,获得泵试验性能曲线。结果表明,小叶片周向重叠度和缝隙宽度对扬程和效率影响较大,小叶片能有效改善两级叶轮内部的流动结构;采用优化叶轮方案后,离心泵额定点扬程增加2.3%,效率提高0.86%。对缝隙引流叶轮进行优化设计可有效提高泵性能。

薄壁筒内异形槽电解加工流场优化及工艺试验

针对薄壁筒内异形槽电解加工流场不均匀、阴极易短路、加工表面质量差的问题,提出分流式与直流式两种阴极供液方法,分别建立了分流式与直流式阴极的几何模型及间隙流场数学模型,通过对两种供液方式的间隙流场仿真,探索供液方式对间隙流场均匀性的影响规律,并开展工艺试验进行验证。结果表明,在加工中采用分流式阴极比直流式阴极供液的流场均匀,在优选的工艺参数下加工可避免阴极短路,提升薄壁筒内异形槽电解加工的表面质量。

新型城镇化模式对城乡收入差距的影响研究:异质性效应与机制分析

城乡收入差距是城镇化推进过程中收入结构失衡的突出表现,但不同城镇化模式对城乡收入差距可能存在异质性影响,明确不同城镇化模式影响效应对缩小城乡收入差距具有重要的现实意义。基于2006—2019年中国192个地级市面板数据,实证检验了不同城镇化模式对城乡收入差距的影响,研究发现,新型城镇化有效缩小了城乡收入差距,而土地城镇化会拉大城乡收入差距。机制分析发现,人才流动强化了新型城镇化对城乡收入差距的缩小作用,而智能制造却阻碍了人口城镇化、经济城镇化及生态城镇化对城乡收入差距的缩小作用,省级开发区升级则是促进了生态城镇化、社会城镇化对城乡收入差距的缩小作用,却削弱了经济城镇化对城乡收入差距的缩小效应。因此,提出推进进城农民市民化转变、提高城郊土地利用率、提升农村人力资本水平、扩大社会保障覆盖面、加强农村与城镇的产业联系等建议。

泵喷推进器间隙流动控制技术试验研究

[目的]旨在抑制转子叶梢间隙流动,解决其给泵喷推进器水动力性能和非定常激振力带来的问题。[方法]以某型前置定子式泵喷推进器为对象,采用环状柔性密封结构与转子端环配合的方法,研究其抑制转子叶梢的间隙流动的有效性。通过保持导管结构近似刚性固定,测得推进器转子的推力和扭矩,给出转子的敞水效率,在高功率频闪仪的辅助下,观察记录各设计工况下的空化初生点,计算绘制出推进器的空化初生特性曲线。针对有/无间隙的推进器模型,在空化/非空化状态下通过试验测得转子轴的振动加速度,以此评估间隙消除对轴系振动的影响。[结果]结果显示:带有柔性密封结构的泵喷推进器,其转子的推力和扭矩显著提升,也使得转子敞水效率在中低进速系数下得到显著提升,且在设计点附近基本保持不变,在较高进速系数下略有下降;在设计点附近一段很宽的进速系数(0.85<J<1.40)下,无间隙泵喷推进器的空化性能更优;与有间隙泵喷推进器相比,装有无间隙泵喷推进器的轴系,其轴向振动加速度幅值在大多数特征频率处都显著降低。[结论]研究结果表明,采用柔性密封结构来抑制叶顶间隙流动,对于提高中低进速系数下的转子敞水效率、优化设计点处的空化性能以及抑制推进器的轴系振动等具有积极作用。

间隙环流作用下的泰勒涡演化及环流速度分布特性研究

屏蔽电机运转过程中由于粘性旋转流体所受到的离心力作用,间隙内部出现泰勒涡结构,使得间隙环流有着复杂的速度分布特性.这种速度分布特性不仅对屏蔽电机水力损耗及散热特性具有重要影响,而且也是屏蔽电机转子动力学所关注的基础科学问题.本文借助间隙环流流动性能实验平台,采用高速摄像机拍摄观测了湍流核心区泰勒涡的演化过程,面向工程应用阐明了间隙环流湍流核心区流动对边界层速度的影响规律,可为设计屏蔽电机间隙流道的尺度提供理论依据.采用计算流体动力学软件建立间隙环流仿真模型,研究了定间隙条件下泰勒涡的演化过程与环流速度分布特性,初步探讨了变间隙比对间隙环流速度结构的影响规律.研究结果表明,泰勒涡随间隙比及转子转速演化的仿真计算结果与实验测试结果的变化趋势较吻合.泰勒涡在径向与轴向方向上的速度分布具有显着差异,间隙环流涡的流动方向会改变流动边界的速度结构.当转速增大时,间隙环流由层流转变为湍流,速度形状不再沿间隙径向线性分布,而是产生畸变,呈现出壁面周围速度快速减小,中间速度渐趋平稳的轮廓.

一种液压缸变间隙密封结构及流场分析

传统的液压缸间隙密封,因其密封间隙恒定而存在压力升高泄漏随之增大的矛盾。为此,提出一种压力自适应型液压缸变间隙密封结构,在压力作用下活塞中部产生径向弹性变形从而改变密封间隙。基于弹性力学薄壳理论得到活塞径向变形公式,利用ANSYS有限元软件分析了变形区域宽度、厚度等因素对内泄漏和摩擦力特性的影响。结果表明,该密封结构的密封间隙能随压力改变而自适应地变化,从而有效地调节内泄漏,提升密封性能,为设计和制造提供了理论依据。

普惠保险、劳动力流动与地区收入差距——基于共同富裕的视角

尝试构建包含普惠保险与劳动力流动的欠发达和发达两地区理论模型,系统诠释普惠保险对促进共同富裕的作用渠道与影响效应,并通过建立省级面板计量模型与中介效应模型,实证考察普惠保险推动劳动力流动、缩小地区收入差距的影响。研究表明:普惠保险是促进劳动力流动、实现共同富裕的重要动力;劳动力流动是普惠保险缩小地区收入差距的重要机制,普惠保险可以通过推动劳动力合理流动,进而缩小地区收入差距,实现共同富裕。进一步分析发现,普惠保险对地区收入差距的影响具有异质性,对中部地区的收入差距具有更明显的缩小效应。

旋转磁场磁流体研磨锗片的多物理场耦合数值模拟

为了提高锗片的表面质量,采用旋转磁场磁流体研磨的方法,以数值模拟为研究手段,研究锗片表面在固液两相流作用下的材料去除行为。依据磁流体的研磨原理建立仿真模型,从磁流体研磨的工艺参数出发,结合有限元分析以表面力学特性为切入点,分析不同励磁间隙、磁极转速、颗粒相体积分数等加工参数对锗片表面质量的影响,确定其最佳加工工艺参数,并进行磁流体研磨试验。结果表明:在励磁间隙为5 mm,磁极转速为1000 r/min,颗粒相体积分数为25%时,经过60 min研磨,锗片的表面质量得到有效改善,其表面粗糙度Ra由500 nm下降到47 nm,实现了锗片表面微小的塑性材料去除。

基于深度强化学习的近壁圆柱绕流控制

基于深度强化学习方法(deep reinforcement learning,DRL),采用一对施加在圆柱表面的质量流量为零的射流,对Re=200,400,间隙比G/D=0.5,0.7,1.0,1.5,2.0的近壁圆柱进行主动流动控制研究。通过DRL方法获得不同参数下的射流控制策略与相应控制效果,并讨论了不同射流位置(90°,270°)、(90°,320°)、(90°,360°)对控制效果的影响。研究发现Reynolds数、间隙比和射流位置都对控制效果有重要的影响。射流位置为(90°,270°)时通过DRL控制可以有效降低阻力系数及其波动,控制后的圆柱尾迹被拉长且圆柱前后压差降低。射流位置为(90°,320°)和(90°,360°)的控制效果相似,都能使平均阻力系数有所降低,但控制位置的不对称性导致控制后的阻力系数波动较大。Reynolds数和间隙比的增大会增加控制射流的质量流量水平,在相同条件下,使用(90°,270°)的射流位置可以用相同的质量流量得到更好的控制效果。