基于CFD双口高压储氢瓶快充储氢性能研究

高压储氢瓶快充过程中往往伴随着温度的上升,标准要求最大温升应小于85℃,若局部温升过大会降低储氢瓶的材料性能,使瓶身受到较大的机械热应力;若氢瓶长期处于高温高压的环境下,瓶身可能会出现开裂,并随着裂纹扩展直至爆裂而失效。文中以重卡用储氢瓶为研究对象,将储氢瓶设计成双口与单口加氢,通过数值模拟研究氢气快充后最大温升与温度场的均匀性,并以此来评价两种加氢方式的优劣。研究发现:双口加氢瓶内温度场分布均匀,最大温度332.2 K;单口温度场呈现梯级分布,氢瓶底部温度较高,最大温度为426.6 K。由此可见,双口储氢瓶设计能够降低快充温升,且氢瓶所受热应力均匀,使用更安全。

不锈钢温控底板的技术性能研究

温控底板是空间环模设备进行热真空试验的关键部件,温控底板材料的性能直接关系到空间环境模拟试验设备的性能。简述了温控底板常用材料的性能,研制了一种不锈钢温控底板,采用成型板材焊接后形成介质流道,且对温控底板进行耐压测试后装入真空容器进行了温度均匀性及升降温速率测试。结果表明:温控底板恒温+70℃时,温度均匀性达到±1.05℃;温控底板恒温-35℃时,温度均匀性达到±1.35℃;在-35℃~+70℃范围内,温控底板进出口最大温差为1.9℃,平均升温速率为2.96℃/min,平均降温速率为2.42℃/min;可以满足空间环境模拟试验指标要求,可靠性高、造价低、加工方便,后续需进一步研究不锈钢温控底板的流道阻力及加工工艺等。

基于均匀设计的海峡两岸高层建筑顺风向风荷载多因素分析

为明确海峡两岸高层建筑顺风向风荷载的异同,对两岸建筑风荷载标准进行了对标分析,并采用均匀设计方法进行了高层建筑顺风向风荷载多因素分析。研究表明:两岸风荷载标准中基本风速取样方法和极值分布参数取值方法存在明显区别,风压高度变化系数分布和不同重现期的设计风速转换系数大致相同,台湾地区标准给出的湍流强度建议值明显大于内地标准;台湾地区标准分类计算建筑物主体和围护结构的设计风压,内地标准采用统一表达式,两者给出的设计风荷载组合方式区别明显;以基底剪力和基底弯矩作为评价指标,H/(BL)(1/2)(高宽比)、α地面粗糙度指数)、C_(g)(脉动效应系数)、C_(p)(风荷载体型系数)和Iz(湍流强度),对高层建筑顺风向风荷载的影响程度依次减小,H/(BL)(1/2)和α为主要影响因素;随H/(BL)(1/2)的增大,C_(g)对顺风向风荷载的影响逐渐增强,当H/(BL)(1/2)增大到一定程度时,C_(g)成为主导因素。

可调速率控温标准恒温油槽的设计及应用

本文针对现有标准恒温油槽无法精确控制升降温速率的问题,研制一种基于可调速率控温技术的标准恒温油槽,采取两套制冷系统,提高了升降温速率控制精度。结果表明:该恒温槽的温度范围为(30~160)℃,可调升降温速率范围(0.1~1.0)℃/min,实现了电接点双金属温度计设定点误差的校准,其扩展不确定度优于0.5℃(k=2),在温度开关类产品的校准和检定中,具有良好的应用前景。

基于深孔钻相变均温技术的散热器传热优化研究

针对非均匀热流密度、多个热源器件集成的热物理场散热需求,文章应用数值仿真和试验测试的研究方法,基于深孔钻相变均温技术,对一款轨道交通项目用散热器进行传热优化设计研究。首先,对比了深孔钻相变均温散热器在不同安装方向的温升性能,表现为其温升差异较小,不同工况下的温升波动幅度仅为1.6%~3.4%,这表明深孔钻相变均温散热器内部工质的相变传热过程具备良好的抗重力特性;其次,将设计优化的深孔钻相变均温散热器与同尺寸规格的常规铲齿散热器(原始方案)进行性能对比,结果表明:在相同工况条件下,相比于常规铲齿散热器,深孔钻相变均温散热器的温升可降低6.0~14.3 K,降幅达10.9%~13.8%;均温性最大降低26.3 K,最大降幅53.3%,温升控制与均温性均有大幅提升。将深孔钻相变均温散热技术应用于非均匀热流密度、多个热源器件集成的热物理场,其散热优势显著。

基于颗粒级配均匀设计的尾矿坝中毛细水上升规律研究

堆积型尾矿坝坝体颗粒级配情况因尾砂排放和堆积的形式而千变万化,因此仅仅采用海森经验公式估算其毛细水上升情况会造成很大的偏差。为此,以湖南某尾矿坝坝体尾砂为原料,采用均匀设计方案设计并配比了8种尾矿砂,随后对该8种尾矿砂中的毛细水上升情况进行了长达10个月的监测,系统地研究了颗粒级配的差异对毛细水上升过程的影响。研究表明,毛细水初期阶段上升速度与尾矿砂中粗粒颗粒含量成正比,其最终上升高度则由细粒含量所决定。进一步地,还得出了由颗粒级配估算毛细水上升高度的方法,为毛细水上升高度计算理论提供了一种新思路和新方法。

水电站垫层蜗壳外围混凝土结构受力分析

以某工程为例,对垫层蜗壳进行了三维非线性有限元计算,研究了混凝土承载比计算方法,考虑有无伸缩节和止推环的影响,从机墩结构不均匀上抬位移和混凝土承载比两方面,对摩擦系数、垫层刚度系数、垫层平面包角、子午断面包角进行比较和分析。结果表明,除有无伸缩节、止推环因素外,其他参数对机墩不均匀位移和混凝土承载比均有影响,其中垫层刚度系数影响最大,平面包角其次,摩擦系数和子午断面包角仅对混凝土承载比有一定影响。

楼盘施工注浆及荷载对唐山矿井水位的影响分析

2010年唐山矿井水位上升速率明显加快,上升幅度明显高于往年同期。本文从地下水动力学和荷载效应角度,利用抽(注)水试验模型和均布荷载下半无限大的弹性空间理论模型,分析井孔附近楼盘施工注浆及建成后荷载作用对井水位的影响。结果表明,距井孔200～700m范围内注浆,每天注浆2500m3,注浆270d,能引起井水位上升8～11m的变化;大面积的楼盘荷载作用可以引起井水位上升约4m的变化。通过对这些影响因素的分析,认为唐山矿井水位的上升异常与楼盘施工注浆及建成后的荷载作用有一定的相关性。

库水位等速上升对浸润线影响的模拟试验研究

通过室内物理模拟试验,研究了均质岸坡存在水平强透水层条件下,库水位等速上升对岸坡土体内浸润线的影响。试验结果表明:浸润线随库水位的等速上升呈非线性变化;与存在水平不透水层的理论解对比,模型土体底部水平强透水层的存在,使得浸润线随库水位等速上升的变化速率明显加快。通过对试验结果的拟合,提出了在库水位等速上升的条件下浸润线的简化计算方法。

镀银长丝针织物的结构及其导电发热性能

为开发可加热针织服装,达到辅助人体加热的目的,确定了镀银长丝针织物的编织方法并测试了镀银长丝衬纬针织物的电热性能,对镀银长丝针织物的结构及其导电发热性能进行研究。为此,编织了4种不同组织的镀银长丝针织物:添纱平针组织,添纱1+1罗纹组织,添纱四平组织,衬纬组织,对通电后织物的发热效果进行分析,决定选取衬纬组织为研究对象。测试镀银长丝衬纬针织物的热稳定性、电热温升特性和表面温度均匀性。结果显示:镀银长丝衬纬针织物通电后,织物温度上升并达到稳定状态,输入功率与稳定温升线性相关,织物的热稳定性较好,织物表面温度分布均匀。

GMA止推油膜轴承瓦块均载调整试验研究

介绍了一种基于超磁致伸缩驱动器(GMA)的止推油膜轴承的结构和工作原理,搭建了GMA止推油膜轴承试验台,进行了止推油膜轴承的跑合试验、单瓦载荷调节试验以及手动和自动均载调节试验。该轴承以瓦块的温度作为反馈信号,改变GMA的伸长量可控制止推瓦块的油膜间隙,使同一止推轴承的不同瓦块承受载荷尽量均匀,能够防止止推轴承偏载现象发生,避免止推油膜轴承由于偏载引起的局部高温。试验结果表明,利用GMA调节止推轴承的油膜间隙、实现止推瓦块的均载方案是可行的。

减沉疏布CFG桩复合地基设计及其工程应用

针对北京地区天然地基承载力经深宽修正后满足设计要求而天然地基变形无法满足设计要求的特殊工程地质条件,在高层建筑结构下采用减沉疏布CFG桩复合地基设计是切实有效和经济合理的选择。减沉疏布CFG桩复合地基重点考虑在基础结构的墙柱等应力集中部位下进行布桩,其它部位进行大间距非均匀布桩,以此来达到减少地基变形使其满足设计要求的主要目的,同时提高地基承载力。通过北京某工程减沉疏布CFG桩复合地基设计的成功应用,创造了良好的经济效益和社会效益,同时为北京地区类似地质条件的工程应用积累了宝贵的经验。

高层单跨框架和双肢剪力墙的简便解析解

用差分方程法求得在常见的一种水平荷载作用下对称高层单跨框架的解析解，进而导出对称双肢剪力墙的内力解析式。所给的这两种高层结构的计算公式简单明了。此法力学概念清晰，结果精确可靠，尤其是计算相当便捷、经济。

球形颗粒在静止液体中自由上升规律研究

使用高速摄影仪和计算机图形处理技术对小木球在静止液体中的自由上升运动规律进行研究,获得小木球在静止液体中上升速度的测量值。实验观察到小木球在上升开始后的很短时间内,竖直方向和水平方向速度都会分别达到一个稳定的最大值,此后小木球会保持这个最大值。通过图像处理和运动分解分析,发现小木球在竖直方向做匀速上升运动,在水平方向做匀速圆周运动。与此同时,还对小木球的运动方程进行求解,并与实验所得结果进行了比较,计算结果和实验结果吻合较好。

考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层变形和衬砌响应分析

盾构隧道施工时遭遇地下水位急剧变化会明显增大施工风险,既有成果较少考虑地下水位升降给盾构隧道施工带来的影响,也较少针对隧道衬砌本身变形和应力进行分析。在考虑盾构隧道施工时地下水位变化的情况下引入隧道洞周的非均匀收敛变形模式,采用复变函数法理论,提出地下水位升降影响下盾构隧道开挖引起的周围地层、衬砌变形和应力的计算方法。将理论解析结果与数值模拟结果进行对比,验证了所提出方法的可靠性,并针对衬砌厚度、隧道半径、地下水位深度等参数进行了敏感性分析。研究结果表明,衬砌的径向位移形态基本呈现'苹果把'朝上的'苹果'形;随着地下水位的下降径向位移由'鸭蛋'形逐渐向'苹果'形过渡,且'苹果'形越来越明显;衬砌的环向位移基本形态呈倾斜的'苹果'形,随着地下水位的下降倾斜的'苹果'形范围逐渐变大;径向应力的分布在衬砌厚度、隧道半径的影响下呈现出相同的增减变化规律,且随着上述两个参数逐渐增大,径向应力分布由水平放置的'鸭蛋'逐渐变化成水平放置的'?'字形,随着地下水位的下降径向应力形态逐渐向中心收缩;衬砌环向应力随着衬砌厚度的增大,应力略微减小,随着隧道半径的增大衬砌环向应力明显减小,随着地下水位的下降环向应力分布形态由竖立放置的'鸭蛋'形逐渐变化为竖立放置的'8'字形;衬砌切向应力在衬砌厚度、隧道半径的影响下呈现相同的增减变化规律,且切向应力分布呈现'苹果把'朝下的'苹果'形。研究成果可为地下水位变化明显的盾构施工控制提供参考。

典型低矮屋盖雪荷载分布特性实测研究

由于受到风、结构体型等因素的影响,低矮屋盖表面雪荷载形成机理及不均匀分布规律非常复杂。雪荷载实测是非常有效的研究手段,能够真实地反映雪荷载特性。开展了平屋盖、拱形屋盖、高低跨屋盖、双跨双坡屋盖等典型低矮结构表面雪荷载的实测研究,并将实测结果与中国规范(GB50009-2012)、美国规范(ASCE 7-10)、欧洲规范(Euro code 2003)和加拿大规范(NBC 2005)中积雪分布的有关条款进行了对比分析,从而获得了有意义的结论。

肿瘤治疗用陡脉冲磁场发生器的研制

为研究应用陡脉冲磁场治疗肿瘤,结合脉冲功率技术和现代电力电子控制技术研制了一套双指数衰减陡脉冲磁场发生器。在概述陡脉冲磁场发生器的基本原理的基础上,详细阐述了其两个主要组成部分陡脉冲形成电路和单匝Helmholtz线圈的具体设计要点和关键研制技术,其磁场磁感应强度幅值(0～1mT)、脉宽(160ns～55μs)、重复频率(1Hz～1kHz)大范围独立可调,通过选用快速开关器件、减小回路电感等措施提高陡度(上升时间为70～220ns),通过合理设计Helmholtz线圈结构与尺寸增大磁场均匀区域,该发生器的研制为陡脉冲磁场治疗肿瘤的进一步实验和机理研究奠定了基础。

北京地区变刚度调平地基处理设计与施工工程实例

北京某项目设计为大底盘多塔楼建筑群,不同塔楼之间高差悬殊,同一塔楼其核心筒和框架柱要求的地基承载力相差异常悬殊,针对建筑结构出现的特殊要求,通过变刚度调平地基处理设计的成功应用,既大幅度提高天然地基承载力和降低建筑沉降,同时又很好的解决建筑差异沉降过大的问题,创造了良好的经济效益和社会效益,为今后北京地区类似地质条件的工程应用积累了宝贵的经验。

《城市居住区规划设计标准》的街坊开发强度探讨

《城市居住区规划设计标准》(GB 50180-2018)对营造舒适的居住生活环境、经济有效地利用土地和空间做了进一步的完善。但是在对高层居住街坊进行最大开发强度限定时却存在全国“一刀切”的状况,使其实施存在很大的现实不适应性。对此,文章通过进行模型验证,结合我国城市建设的实际情况,指出《城市居住区规划设计标准》(GB 50180-2018)中高层居住街坊容积率上限值 3.1 的不合理性及“80 米终结高低配”的谬误所在。随后借鉴发达国家和地区的相关经验对该问题进行反思:开发强度“一刀切”的管控模式不仅导致土地经济效益难以得到充分发挥,还影响城市空间美观。因此,对于开发强度的控制应该在维护公共利益的基础上,放权给地方,结合城市设计进行综合考虑,分区、分类进行精细化管控;对指标的调控留有余地,以满足市场经济条件下对城市开发控制管理的需求,从而有效引导空间规划建设,提高管制的科学性与可操作性。

擂溃机杵头弹性接触下研磨机理的分析

分析了杵头的弹性接触对擂溃过程中的均匀研磨、研磨强度、研磨温升的影响。介绍了轨迹遍及度概念及计算公式，导出了与研磨强度有关的接触压力、研磨力矩的计算公式以及研磨温升的计算公式。