基于流固耦合共轨高压油管振动特性研究

为了研究流固耦合作用下共轨系统高压油管的振动特性,建立了高压油管的有限元模型。首先根据输液管道动力学方程,利用ANSYS软件分析管道附加流体质量下的湿模态特性;然后以均方根(root-mean-square)量化时程内的振动能量,研究流固耦合作用下管道不同弯头的振动响应,不同燃油脉动率、压力及激励频率对管道流致振动的影响,最后对比了共振频率下管道增设管夹前后的振动特性。结果表明:流固耦合下管道固有频率下降,在高阶模态下降率较明显,附加质量系数超0.13;不同弯头振动差异较大;振动能量与燃油脉动率呈正相关,与压力大小并无直接关系;接近自振频率下管道发生共振,振幅会急剧增大至超标;并且增设管夹后共振现象消失,振动能量下降率超90%。

基于流固耦合的卡车油箱振动特性研究

卡车油箱在使用过程中,存在因振动产生本体及焊缝开裂的问题。针对某400 L卡车柴油油箱,基于流固耦合理论,运用ANSYS软件分析油箱的振动特性。锤击法模态试验和仿真模态分析结果,仿真与试验测得的结构模态参数数据误差最大为13%,仿真的准确性得到验证。油箱结构自由状态下计算得到的前6阶固有频率略大于油箱安装状态下的固有频率,油箱固有频率会随着液体含量的增加而降低。油箱的固有频率在液体量从0到100 L以及300到400 L这两阶段变化明显。油箱充液比低于1/2时,油箱结构的各阶固有频率均高于危险区域的频率,不会产生共振。充液量大于3/4时固有频率接近于30 Hz的标准规定值,存在共振风险。油箱设计时,应优化油箱的结构,使其在充满液量时也能避开30 Hz标准值,更为安全。

盐浸-干湿-冻融耦合作用下混凝土坝强震开裂机理

为探究混凝土坝在盐浸侵蚀、干湿循环、冻融循环因素影响下的强震破坏规律,通过材料劣化试验和数值模拟方法开展大坝强震开裂机理研究。针对坝体不同位置开展盐溶液侵蚀、干湿循环以及冻融循环劣化试验,基于材料试验结果,构建混凝土重力坝扩展有限元模型,模拟混凝土材料劣化前及劣化后混凝土坝强震开裂破坏情况。结果表明:多因素耦合作用导致混凝土材料劣化,强震作用下会降低大坝承载能力,增加大坝倒塌破坏风险。考虑混凝土多种劣化因素影响,所得结论可用于高寒地区混凝土坝的抗震设计。

悬浮隧道支撑锚索在管体运动状态下的动频率与湿模态

悬浮隧道(submerged floating tunnel,SFT)是一种潜力巨大的水下交通结构,其支撑锚索频率、模态的精确获取对识别结构动力性能至关重要。该研究提出了一种管体运动状态下求解锚索“动频率”和“湿模态”的新颖方法,将锚索等效为梁或弦建立了四类考虑锚索抗弯刚度、湿重等因素的力学模型。在对运动悬浮隧道结构进行拟静态处理,及通过静平衡时锚索顶张力与该索支撑范围内净浮力相等的原则确定结构基本参数的前提下,研究了管体竖向周期运动过程中锚索动频率与湿模态的分布规律。获取了锚索动频率带及其上限、下限与管体浮重比、锚索倾角、竖向高度及管体运动幅值之间的对应关系与参数敏感区间,得到了锚索湿模态对湿重展向效应、竖向高度等因素的敏感程度,可为进一步深入研究锚索涡振频率锁定、参数振动提供新的处理思路。

立管间接蒸发冷却器与机械制冷复合空气处理机组干湿工况运行模式能耗分析

在达到同样送风要求的前提下,为了研究立管间接蒸发冷却与机械制冷复合机组在数据中心运行时干湿两种模式的运行能耗,搭建了实验台,在室外干球温度为3-7℃范围内,对其不同干湿模式的运行能耗进行了测试并分析。实验结果表明,在达到同样送风要求的前提下,且干湿模式产生的制冷量相同的情况下,湿模式的能效比明显大于干模式的能效比,建议加大湿模式的运行时长。

考虑流固耦合影响的柴油机油底壳模态及振动响应数值分析

油底壳是发动机的典型薄壁件,工作时不断承受动态载荷激励,其模态振型和振动响应对整机的可靠性和噪声、振动与声振粗糙度(noise vibration harshness,NVH)有着重要影响。本文以某柴油机拼接焊油底壳为对象,对其湿模态及振动响应进行了数值分析。首先,采用有限元法进行了自由状态下的干模态分析,并实测验证了数值模型的精度。然后,采用流固耦合的方法计算了湿状态油底壳模态,分析了实际工作时润滑油对结构特性的影响。最后,基于实测的螺栓振动进行了油底壳强迫振动响应分析计算,并通过振动测试验证了计算的准确性。测试结果表明,上述数值分析方法可以预测油底壳的工作状态下的振动特性,指导发动机的可靠性和NVH优化设计。

基于事故树的湿式自动喷水灭火系统可靠性分析

湿式自动喷水灭火系统是有效的建筑消防设施,具有较高的灭火、控火能力,但在实际应用中常因系统失效、人员操作不当等导致其失效,无法有效扑灭火灾,故对湿式自动喷水灭火系统的可靠性进行研究。指出了湿式自动喷水灭火系统在实际应用中存在的问题,通过建立事故树对系统失效原因进行分析,提出提高湿式自动喷水灭火系统可靠性的措施。

基于损伤模式的在役冷凝器湿硫化氢应力腐蚀案例分析

首先叙述了冷凝器的作用和定义以及特种设备安全的重要性,由于压力容器运行中受到设备本身、外界环境、压力、温度与介质等多种因素的影响,导致在役压力容器出现不同形态的损伤模式。概述了承压类特种设备损伤模式腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤的分类,进而探讨了在役压力容器设备损伤模式基本数据的资料确定、在役压力容器损伤模式筛查及基于损伤形态和失效形态的主要损伤模式确认。最后研究分析了一台典型在役冷凝器湿硫化氢应力腐蚀案例,包括冷凝器出现异常的确认,现场情况核查,冷凝器设备资料档案的审查,设备使用环境的甄别,以及具体的湿硫化氢应力腐蚀模式的确认,目的在于进一步保证在役压力容器运行的安全性能,以期对以后的相类似压力容器检验检测工作起到一定的指导作用。

液滴润湿固体表面的移动接触线:从吸附到滑动

液滴润湿固体表面是自然界和日常生产、生活中常见的流体力学现象.针对液滴润湿固体表面过程中移动接触线的运动模式,有必要开展深入的物理力学研究.采用分子动力学模拟方法,研究了3种不同润湿性固体表面上水滴浸润的动力学过程,展示了全时域液滴铺展动力学行为及其相应的移动接触线标度律,并划定了液滴润湿过程的4个阶段.第1阶段中(t/τ_(i)≤0.05,其中τi为惯性-毛细特征时间),液滴与固体表面实现点接触,接触角为180°.第2阶段中(0.05﹤τ_(i)≤1),液滴动态接触角快速减小,接触半径随时间以1/2幂律关系快速增长,且不受表面润湿性的影响.第3阶段中(1﹤τ_(i)≤3),液滴动态接触角继续减小,接触半径持续增长,表面亲水性越强浸润速率越快;最后进入长期弛豫阶段(t/τ_(i)> 3),疏水表面上的液滴铺展基本结束,接触半径和接触角均趋于定值,而亲水表面上液滴动态接触角的减小明显减缓,接触半径呈指数增长.进一步标定了固-液-气三相接触线的尺寸,通过深入分析位于固-液-气三相接触线处水分子在相空间中的运动轨迹,发现了两类接触线运动模式:吸附和滑动.具体而言,在液滴润湿固体表面的第1和第2阶段中,接触线以吸附模式产生和增长;第3阶段中吸附和滑动模式并重.第4阶段中接触线则以滑动为主.文章揭示了液滴润湿固体表面的分子级运动细节,有助于进一步深入理解固-液界面微尺度流动.

湿式电除尘器运行方式优化分析

通过对湿式电除尘器运行方式的优化研究,探讨了不同运行参数和运行方式对电除尘器性能的影响,提出了可行的优化策略。实验结果表明,通过合理调整电除尘器的运行参数及运行方式,可以显著提高电除尘器的效率,降低能耗和排放。

T梁湿接缝钢筋连接形式及抗弯性能研究

针对T梁湿接缝钢筋连接施工焊接工作量大、钢筋干涉多、施工作业面不足、施工工期长等问题,文章以浙江省104国道绍兴东湖至蒿坝段改建工程中的湿接缝结构为研究对象,对直筋焊接、双环搭接和带端锚钢筋三种连接方式进行了局部足尺模型试验,分析了不同钢筋连接方式钢筋搭接长度缩短为10d(d为钢筋纵筋直径)时,湿接缝的结构破坏特征和受力性能,为优化湿接缝设计提供合理的建议。

双模式MSBR工艺在城镇污水厂雨季工况中的中试试验

我国城镇污水处理厂在雨季往往面临短时间激增的水力冲击负荷,因污水厂二级处理系统通常按旱季流量设计,无法应对超量的雨季合流污水,导致厂前溢流或厂内超越,严重污染了受纳水体。研究采用含多点进水功能的双模式改良型序批间歇反应器(MSBR)在浙江某污水处理厂模拟雨季超量合流污水的生化处理,通过中试试验证明了该工艺可在合流污水达到2~4倍旱季设计流量的条件下,确保COD_(Cr)、氨氮、总氮(TN)等主要出水指标稳定达到并优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A标准,其中出水氨氮平均质量浓度小于1.0 mg/L,TN平均质量浓度小于10 mg/L。其处理效果显著优于物理-化学强化一级处理工艺,为大幅提升污水处理厂的雨季峰值流量处理能力,有效削减雨季受纳水体的冲击性污染,消除城镇黑臭水体提供了新的解决方案。

干湿耦合厌氧发酵制沼及热电肥多联产技术模式探析

为了解决传统沼气工程沼液量大难处理、运行效率不稳定、盈利模式单一等问题,以河北某生物质沼气综合利用项目为例,结合湿法发酵和干法发酵各自的优缺点自主研发了干湿耦合厌氧发酵制沼技术,详细阐述厌氧发酵制沼的核心工艺、发电并网、生物有机肥生产以及碳减排的技术模式。研究结果表明:当粪污含固率为18%~30%、秸秆含固率≥85%时,可以通过干湿耦合厌氧发酵制沼技术实现沼液“零排放”,打造“气、热、电、肥、碳”多联产的生态循环综合利用体系,生产清洁能源的同时供应生物有机肥料,可有效改良土壤板结,推动高标准农田建设,提高农产品质量,项目的实施对实现农业农村绿色生态循环、降低对外能源依存及实现负碳排放均有重要意义。

新形势下黄河调水调沙“丰调枯蓄”运用方式

调水调沙是黄河保护治理的重要举措。近年来,黄河水沙情势以及水库和河道边界条件发生了明显变化,现状调水调沙运用方式不能满足新形势下水沙调控多目标协同的需求。基于黄河水沙特性以及多年调度经验,提出“丰调枯蓄”的调水调沙思想和运用方式,即根据来水条件变化灵活地调整当年调水调沙策略,丰水年多开展调水调沙以使水库多排沙、河道多输沙,平水年适当开展调水调沙以满足多目标需求,枯水年不开展调水调沙以蓄水兴利。数字模型计算结果表明,相较于现状运用方式,“丰调枯蓄”运用方式可实现调水调沙的年际调度,使小浪底水库排沙、供水、生态、发电效益得到全面提升,计算期50 a水库累计淤积量减少5.78亿m^(3),不满足下游供水的年均时间少1.1 d,出库含沙量大于80 kg/m^(3)的年均时间少0.9 d,年均发电量增加1.2亿kW·h。

化学溶液和干湿循环作用下砂岩Ⅰ/Ⅱ复合型断裂韧性劣化特性研究

为研究化学溶液和干湿循环作用下砂岩Ⅰ/Ⅱ复合型断裂韧性的劣化规律,先采用pH为7,9,4的保水溶液,对试件进行干湿循环试验(N=1,3,6,10),随后通过半圆弯曲法测试试件的Ⅰ/Ⅱ复合型断裂韧性。试验结果显示:随着干湿循环次数N的增加,砂岩断裂韧性逐渐劣化,且劣化速度逐渐减缓;化学溶液对断裂韧性的影响为:酸性>碱性>中性;Ⅱ型断裂韧度总劣化度小于Ⅰ型断裂韧度。随后,基于试验结果,发现最大切应力准则(MTS准则)在判别以Ⅱ型断裂为主的复合型裂纹时存在较大误差,而广义最大切应力准则(GMTS准则)则能较好的吻合试验结果。最后,基于GMTS判据,分析裂纹尖端参数的劣化特征:T应力的绝对值与临界极半径r_(c)随着断裂韧性总劣化度的增大而减小;试件的干湿状态对r_(c)影响微弱,印证了r_(c)是反映结构性质的参数。

P2.5-PHPS发动机至混合驱动模式切换过程动态协调控制研究

搭载双离合变速器的P2.5插电式混合动力系统传动效率高,换挡和模式切换过程无动力中断,应用前景广阔,但其模式切换过程由于发动机与电机的扭矩响应特性存在差异,扭矩波动明显,影响驾乘体验。针对上述问题,提出一种发动机驱动至混合驱动模式切换的协调控制策略,以搭载双离合变速器的P2.5插电式混合动力系统为研究对象,对其发动机至混合驱动模式切换过程进行分析,依据分析结果将系统模式切换过程划分为4个阶段。在此基础上,基于PID反馈原理控制动力源的实际输出转矩并通过控制加速踏板开度变化率限制发动机的扭矩变化率,利用驱动电机扭矩快速响应的优势补偿发动机扭矩响应滞后来降低输出扭矩波动,制定模式切换过程多阶段双动力源扭矩协调控制策略。搭建基于P2.5插电式混合动力系统的发动机至混合驱动模式切换动态协调控制仿真模型。仿真结果表明,模式切换过程无动态协调控制策略的最大冲击度约7.1 m/s^(3),策略下最大冲击度约1.78 m/s^(3),减小74.9%,表明所提出的控制策略能有效减小模式切换过程冲击度,提高整车平顺性。

基于有限元模拟的U型管干湿模态固有频率研究与支撑优化

基于ANSYS有限元模拟,研究了U型管干模态和湿模态的固有频率随R/l_(1)(U型管回转半径与直管长度的比值)的变化规律,并研究了通过加支撑的方式来使直管段较长的U型管结构维持较高的固有频率,避免低频共振的发生。结果表明:在R/l_(1)=1.115、l_(1)/l=0.318(其中l为支撑间距)左右时,采用多跨支撑的方式可以在采用较少支撑的基础上使目标U型管结构的干湿模态固有频率提高几十倍。

大型沼气示范工程湿法发酵系统运行技术模式研究

以河北省承德市丰宁满族自治县某大型沼气示范工程湿法发酵系统为例,对原料选择、工艺设计、设备单体调试和系统运行调试方案进行研究。结果表明:完成原料实验检测和设备单体调试后方可启动系统调试运行模式,调试分为启动调试阶段、负荷提升阶段以及稳定运行阶段3个阶段,确保每个阶段的运行技术指标都在合理范围内。

浙东沿海涂地土壤结构演变特征及机理研究

为了解涂地围垦利用过程中土壤结构的变化特征,探讨浙江沿海涂地土壤结构的演变及变化机理,以浙南—乐清湾和浙北—杭州湾为研究对象,采用田间采集不同围垦时间土壤的理化分析与室内加盐、施有机肥及干湿交替培养试验相结合的方法,分析了不同条件下土壤结构的变化。调查结果表明,从潮滩盐土经滨海盐土至潮土、水稻土,随着围垦利用时间的增加及土地利用方式的改变,土壤结构由松散状单粒为主转变为弱块状结构最后演变为稳定的块状结构,>0.25 mm水稳定性团聚体数量明显增加,同时水稳定性团聚体的粒径也逐渐增大。培养试验与土壤分析的结果表明:干湿交替和土壤脱盐是促使由潮滩盐土至滨海盐土水稳定性团聚体迅速增加的关键因素,而有机质的积累和耕作熟化是由滨海盐土至潮土、水稻土水稳定性团聚体逐渐增加的主要原因。

基于声-固耦合算法的储液容器内件模态分析

采用有限元法对比了干模态、质量附加法及湿模态方法对设备频率的影响,同时在湿模态方法中对比了液体晃动效应对设备频率计算的影响。基于某结晶器结构,通过湿模态方法对充水设备内件的频率及振型进行计算,分析设备内部液体对设备内件频率的影响,对于防止搅拌轴与设备部件发生共振能够起到很重要的作用,为大型薄壁容器及内部有很多内件的设备模态计算提供了准确的计算方法。