基于沙漠中铺设固沙草方格智能一体化装置

目前,在沙漠中铺设草方格是一种有效的治沙手段,因此设计一种沙漠中铺设固沙草方格智能一体化装置,从而提高沙漠治理的效率。本文主要介绍此固沙草方格建立的UG实体模型,并介绍了此装置的总体结构,具体分析了该装置的输送机构、步行机构、草席分离结构、插草机构以及传感器模块的使用,使用C语言设计了程序控制代码,论述了其工作原理。该铺设草方格智能一体化装置具有效率高,实用性强的特点。

双回形空间中高速电梯交会运行过程的气固耦合振动研究

针对双轿厢电梯在井道运行过程中的水平耦合振动问题,基于伯努利湍流理论和多体动力学理论,建立了井道-双轿厢气固耦合动力学模型,研究耦合振动响应规律,对比分析电梯的水平振动加速度在时域和频域上的变化,并利用实梯试验验证了该模型的可行性,为探索井道-双轿厢高速电梯气固耦合振动响应研究提供了有效方法。

基于特征实体造型的CAD-Grid分布式系统的实现

创新性地设计了一个基于特征实体造型的CAD-Grid分布式系统(CGDS)的框架。展现了一个新的基于网格技术的分布式协同CAD系统环境,该系统平台以通用网络为基础,以各种CAD设计资源为结点,以网格平台中间件GlobusToolkit3.0为桥梁,整合了由网络服务实现的任务动态调度、分布式执行的机制,实现资源共享、协同设计,加快了CAD实体建模。通过实例验证了系统的可行性和可操作性。实验证明,并非节点数越多越好,只有当节点数与零件图个数遵循Amdahls法则时,其加数比和效率达到最佳值。

基于直接力浸入边界法的软管泵流固耦合分析

软管泵是一种容积式流体输送设备,其工作原理基于软管变形和流体速度之间的耦合作用,一般需要根据经验或者测试对其性能进行评估,为对大容量软管泵运行状况进行快速且精确地预测,采用直接力浸入边界法建立流固耦合分析模型,通过建立弹簧单元并根据边界位移的三角函数分布假定来实现软管的柔性变形和刚性约束。分析结果得出了单个流程下的边界变形和相应的流体速度,得到了泵运行过程中的流体速度在管截面的分布及其随时间的变化情况,并根据分析模型预测了泵的流量。

电网电压不平衡下MMC-SST反馈线性化滑模控制策略

将模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)投入到固态变压器(solid state transformer,SST)系统中时通常采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制方法,但这种策略存在参数选取繁杂、动态性能较差的缺点。为了提高系统的动态性能并简化参数选取,提出了MMC-SST反馈线性化滑模控制策略。首先建立了MMC-SST整体仿真模型。然后建立了采用反馈线性化滑模控制的MMC-SST控制模型。最后利用MATLAB/Simulink平台将所提的控制方法与常规PID控制策略作了仿真比较,验证了所提反馈线性化滑模控制策略具备参数选择容易、动态性能优良的优势。

水下爆炸三维数值模拟特征参量敏感性分析

为探究水下爆炸三维数值模拟时网格尺寸和计算水域大小对计算精度的影响,并给出可平衡三维水下爆炸数值模拟精度与效率的参数设置,基于LS-DYNA水下爆炸三维自由场计算模型,以水下爆炸冲击波峰值、气泡脉动特性以及水域运动特性为衡量指标,在50~300 kg炸药爆炸质量下,分别分析了网格尺寸、水域大小对数值模拟精度的影响。研究结果表明:网格尺寸不大于1倍装药半径、炸药中心点到水域边界距离不小于4倍气泡最大膨胀半径时,软件可较为准确地模拟水下爆炸冲击波及第1次气泡脉动全过程。综合考虑计算精度与计算效率,建议进行水下爆炸数值模拟时,网格尺寸不大于1倍装药半径、炸药中心到水域边界距离不小于4倍气泡最大膨胀半径。

基于PMOS的自取电直流固态断路器

相比传统机械式断路器,固态断路器(solid-state circuit breaker,SSCB)以其分断速度快、不产生电弧等优点,在直流电网中得以广泛关注。然而,固态断路器基于半导体开关器件,除功率电路外还需要额外的控制和驱动电路,这部分电路工作需要外接供电电源,提高了系统复杂程度,特别是在电网自身故障时,供电电源也可能不稳定,降低了固态断路器的可靠性。为此,提出了一种基于PMOS的自取电直流固态断路器,并分别通过仿真与实物样机证明了本固态断路器的可行性与有效性。实验结果表明,所提固态断路器在正常导通时,PMOS处于完全开通状态,不影响线路正常工作时的电压;在直流系统发生短路故障时,利用短路电流耦合能量在无需额外供电电源的前提下使得PMOS可靠关断,提升了系统的稳定性与可靠性,可以应用于直流微电网或者电池储能等场合,具有较好的应用前景。

基于固态电解质的熔融碱金属电池研究进展

电池技术的发展对于可再生能源的应用非常重要。近年来基于固态电解质的熔融碱金属电池展现出应用于大规模储能系统的潜力。本文介绍基于beta-Al_(2)O_(3)和NASICON电解质的熔融钠电池(SELS电池)和基于石榴石型电解质的熔融锂电池(SELL电池)。固态电解质的结构和成分会显著影响其电导率和稳定性。因此,固态电解质的新型制备方法、掺杂技术以及表面改性技术是该领域的研究重点。截至目前,铅合金、金属氯化物、硫、硒和碘等材料已被证明可以作为SELS和SELL电池的正极,相应的电池体系具有不同的电化学性能、材料成本以及应用场景。本文对它们进行系统的归纳与比较。值得注意的是,SELS电池已经实现数百兆瓦时规模的储能系统应用,而SELL电池的技术成熟度仍然较低。但是,具有高能量密度、低运行温度以及制造成本的SELL电池具有良好的应用前景。同时,这两种电池的许多研究进展和技术成果可以共享,从而促进该领域的迅速发展。

螺杆钻具瓣齿式万向轴密封结构流固耦合分析

在钻井过程中,螺杆钻具马达转子产生的轴向拉力以及密封套内腔中液压力的综合作用,使得密封套经常发生破损或鼓胀变形,进而导致运动副出现不同程度的磨损,缩短了万向轴的使用寿命。为了探究橡胶密封套出现破损和鼓胀变形的失效机理,在介绍密封瓣齿式万向轴的总体结构和原理的基础上,针对密封结构开展了流固耦合分析,研究了内部流场的流动规律、最大应力和最大位移分布规律,并通过现场试验进行了验证。研究结果表明:在瓣齿高速旋转剪切作用下,密封结构内部流体会产生明显的涡旋流动,流体速度和动压以旋转轴为中心呈对称分布且距离中心距离越大动压和旋转速度越大;瓣齿式万向轴的橡胶密封套主要承受内部流体的动压和轴向拉力作用,随着动压和轴向拉力增大,其最大应力和变形量都逐渐增大,且轴向拉力对变形量的影响大于动压所产生的影响。所得结果可为瓣齿式万向轴的密封结构优化设计提供重要参考。

不平衡电压条件下VSG-SST控制策略

当低压配电网电压不平衡时,产生的负序分量将引起传统VSG控制中SST输出级发生电流不平衡和功率振荡现象,为此该文提出基于改进VSG的T型三电平输出级联合控制策略,以提高输出级电能质量。首先,对不平衡电压下VSG电流不平衡及功率振荡进行机理分析;其次,基于VSG控制算法和瞬时功率理论设计新型电流基准发生器,与正负序电流调节器实现级联控制,以此保障SST输出电流平衡及有功/无功功率恒定,实现不同运行工况的可靠切换;最后,对正负序分量分离方法和中点电位平衡算法进行分析研究,并对控制策略进行仿真验证。结果表明,所提联合控制策略有效可行,能保障电压三相不平衡工况下SST输出级并网电流功率质量。

无中心支撑熟料库顶钢结构形式选型

熟料库顶钢结构主要有网架结构和实腹梁式结构。网架结构不需要临时钢支架,可以采用自承式安装,常用吊装机具即可完成,施工周期相对更短;实腹梁式结构需要提前准备库内临时钢支架,需要借助大型吊装机具才能进行安装,施工难度和安全风险也更高;以国内、外两个10000 t储料库项目为例,从结构形式、施工方法、施工成本方面对比分析网架结构和实腹式钢梁结构的技术经济特点。

波形钢腹板梁桥空间网格分析方法

至今日本在建和已建的波形钢腹板组合梁桥已经达到200多座,中国达到30多座,桥型有简支梁、连续梁、连续刚构及斜拉桥等,截面形式由最初的单箱单室发展到单箱多室。从受力性能和节约成本上看,50~150m跨径范围是最具有竞争力的。目前设计中多采用空间杆系模型、平面梁格模型和实体模型相结合的计算分析方法,但是,空间杆系模型缺乏空间效应精细化分析,如剪力滞效应、有效分布宽度问题、偏载系数问题等;由于平面梁格法在等效原理上的近似性,不能准确反映箱形组合梁的剪应力分布和顶底板局部受力;实体模型很难和总体计算相结合。而空间网格模型可以实现精细化分析,并且具有分析完整性、验算应力全面性,弥补了目前分析方法的不足。通过实体模型与空间网格模型的实例验证,可知两种模型的应力和位移的计算结果几乎一致,说明了网格模型的适用性和精确性。

基于偶应力理论的格栅材料等效介质模型

考察了结构最小尺寸与材料特征长度量级相当的格栅材料等效性能,建议了基于偶应力理论的格栅材料等效介质模型以及确定等效模量的代表体元模型,给出了相应的位移边界条件.在此基础上导出了正交各向异性偶应力介质的特征长度表达式和偶应力介质梁的抗弯刚度表达式,定义了偶应力影响因子δ以表征梁的偶应力效应.具体计算了几种典型的格栅材料的等效偶应力模量以及格栅梁在一定工况下的挠曲线,并与相应的有限元离散解进行对比,结果表明,等效结果具有较高精度,且当宏观结构的尺寸和微结构尺寸相差不大时,宏观结构表现出强烈的偶应力效应.偶应力介质的特征长度表征了偶应力效应的强弱,进而分析了格栅材料的相对密度,单胞尺寸以及几何构型对等效介质特征长度的影响.

月球圈层空间立体网格技术研究

选定月固坐标系为月球圈层空间网格的坐标基础,根据月球结构及其人造月球卫星轨道分布情况划分月球基准圈层面,采用剖分曲线l和b对月球圈层面进行层次细分,实现对圈层面层次细分。然后,结合圈层径等距细分对月球圈层体进行层次细分,实现对圈层体层次细分,建立月球圈层空间立体网格模型。采用Hilbert曲线填充算法,实现对月球圈层网格统一编码,编码效率较高,为网格数据组织奠定基础。

温度体动网格模型中控制参数的研究

采用调整导热系数和源项分布的方式,对温度体动网格模型所生成的网格品质进行控制.温度体动网格模型将运动边界的位移虚拟为求解域的温度边界条件,以流体能量方程或固体导热方程作为控制方程,通过选取不同的导热系数或源项分布可以得到适合不同求解问题需要的温度分布,并将求解得到的网格节点的温度作为其动态位移量.采用温度体动网格模型计算平动、三维旋转运动、柔性体运动等流固耦合计算中可能涉及的动网格算例.结果表明,在计算效率和生成网格的品质方面,与已有的动态网格生成方法相比,具有较大的优势,可以有效解决流固耦合数值模拟中存在的动态网格生成难题.

一种新的非结构动网格的生成方法

弹簧方法是一种常被采用的非结构动网格生成方法,文中采用一种新的非结构动网格生成方法即弹性体方法(Elastic solid method,ESM)。和弹簧方法相比,虽然弹性体方法的计算量大,但是可以处理大位移的情况,尤其善于处理网格扭转很厉害的情况。另外,采用弹性体方法可以减小网格重新生成的频率,从而可以减小映射误差,同时也可以减小网格重新生成带来的计算量。将两种方法的数值模拟结果进行对比,进一步表明该弹性体方法在处理动网格问题中的优势。

基于流固耦合方法模拟减压器动态特性

为了研究内部流场对减压器动态特性的影响,基于新离散几何守恒律和高精度界面流固耦合技术对其动态特性进行数值模拟,其中单自由度质量弹簧阻尼结构动力学模型采用Newmark法进行计算;三维非定常积分形式的ALE流体控制方程采用弹簧近似的动网格有限体积法进行求解。采用虚拟网格通气技术实现阀门内部运动部件接触/分离过程引起的计算区域拓扑变化。计算结果表明,在减压器正常工作状态下,出口压力存在振荡现象,其均值接近按照静态性能设计的理论值;进口压力增高,振幅减小;进口压力太低时,减压器无法实现出口压力的设计理论值。在正常工作状态的进口压力范围内,减压器存在颤振现象,出口压力远大于设计理论值。

用于地震波场模拟的变网格边长声格固体模型

提出一种新的用于地震波场模拟的变网格边长声格固体模型（Phononiclatticesolidwithvariousgridlength，简称PLSVL模型）．该模型通过改变不同介质中网格的边长来体现介质速度的变化，粒子在所有网格中的运动均保持每一步运行一个网格边长．详细推导了该模型的Boltzmann方程，证明该方程及其散射项的表达式与PLS模型相同，因而从该方程出发，可寻出宏观变量所满足的波动方程．新模型在同种网格内部的传输过程不存在误差，在界面产生的误差不会随时间而积累．本文同时给出了一个理论模型的波场模拟结果．

考虑注采关系的三维地应力场数值模拟研究

在油气田开发过程中,地应力受注水、火烧油层等因素的影响状态发生改变,对油气生产有较大的影响。以地下流固耦合理论为基础,建立了考虑油水井注采关系的地应力场的数学模型,应用有限元方法考虑孔隙压力变化的三维应力场有限元数值模拟;应用组合网格法解决地层尺寸和井口尺寸的巨大差异造成的计算困难;以油田地质和开发实际数据作为计算输入,通过三维地应力场数值模拟系统计算得出油田注采开发时的流体压力、饱和度、固体变形以及应力场在空间的分布和时间上的动态变化情况;其结果为油田开发采取适当措施,达到最优开采目的提供可靠的依据,同时也为后期开发调整、重复压裂、套管损坏预测等提供理论依据。

农村固体废弃物的资源化处理方法及措施

固体废弃物已经严重影响了农村的环境卫生和人们的身体健康。文章基于农村固体废弃物的来源及特点,提出通过宣传教育让村民了解固体废弃物回收的意义和价值,并建立长期有效的农村固体废弃物处理的资金投入机制、运行机制和管理机制;采取统一规划、科学布点、集中处理,建立网格回收渠道等方式回收和处理农村固废;同时政府从政策上支持固废处理企业,鼓励人们使用再生产品,双管齐下,使农村固体废物的处理达到无害化和资源化。