实验室气候环境模拟应用进展

实验室气候环境模拟用来模拟气压、气温、湿度、风速、降水、日照和特定天气状况等气候气象以及太空行星大气等环境因素,试验、测试计量、考核评价特定对象(人和物)对气候环境等的适应性、耐久性,以及研究气候气象乃至太空环境影响的相关科学技术,从20世纪出现以来具有越来越重要的研究应用价值。本文回顾了国内外气候环境模拟在生物、农业、航空航天、汽车交通、建筑、兵器、太空探索等产业领域及科学工程等方面的试验、测试计量及应用等工程项目,介绍了相关温、压、湿、风、雨、雪、雾霾等相关模拟设备的技术及系统平台,展示了这一领域在国内外几十年来的应用研究进展,并对该领域在科学和产业应用、精密调控、仿真、虚拟现实和增强乃至太空环境模拟及生命支持研究等领域的发展进行了分析和展望。

高温风洞收集口对舱压试验匹配性影响的研究

针对高温燃气流风洞试验中舱压不稳定可能造成试验设施损害的问题,从波系与分离涡之间相互干扰的角度,开展了扩压器的收集口位置和尺寸对舱压试验匹配性影响的机理研究。使用计算流体力学方法对不同收集口位置和尺寸的工况进行了模拟,得到了试验舱内的压力分布情况,研究了波系与分离涡之间的相互干扰对试验稳定运行的影响,为收集口的优化设计提供了参考。研究表明,合理的收集口位置和尺寸,能够增强波系与锥身后的分离涡的相互影响,避免分离涡主导收集口,增加主流的通流量,减小舱内溢流及其产生的回流涡的尺度,有利于试验的成功开展。

大型低速风洞结构健康监测系统

为提高风洞调试和运行时的结构安全性,设计研制一种大型低速风洞结构健康监测系统。针对风洞监测对象位置散、可移动的特点,对结构健康监测(structural health monitoring,SHM)需求进行精准分析。在分析基础上,系统采用基于光纤环网和星形连接的混合网络架构,实现对分散结构状态数据的分布式采集、边缘计算和高效传输。运行系统表明:该系统在消声室流致振动监测评估、防护网拦截异物监测诊断等方面发挥了显著作用,有力保障了大型低速风洞运行安全。

300MW循环流化床锅炉燃烧调整

针对某电厂300 MW机组流化床锅炉运行中出现的床温偏差大,飞灰、大渣可燃物含量高,辅机耗电率高等问题,从燃料粒径、运行氧量、一次风量、二次风配风方式、运行床压等方面进行燃烧优化调整试验。结果表明:影响床温偏差的主要为燃料粒径,运行氧量、风室压力,上下二次风配比等对锅炉飞灰、大渣可燃物含量影响显著。建议运行中,300 MW负荷下表盘运行氧量维持2.95%左右,上下二次风门开度采用70%/70%/100%/100%的正塔配风方式,风室压力保持在12.5 kPa左右。研究结果可为同类型机组优化运行提供指导。

开口条件下高速离心机机室流场模拟及试验研究

为研究离心机机室开口条件下机室内流场特性及开口对风阻功率的影响,首先基于CFD(计算流体力学)方法建立了某离心机机室流场分析模型,针对机室开口状态进行了模拟,对比了风口竖直及倾斜对换热的影响;其次在某高速离心机上开展了流场测试试验,获得了机室内压力及风速的空间分布,及随离心机转速的变化规律,并对比了圆盘转子与转臂转子的风阻功率差异。研究表明滑移网格技术可用于计算离心机机室内旋转流场,倾斜通风口更有利于机室通风换热,并降低离心机运行的风阻功率;对旋转部件上凹坑等进行整流可有效降低风阻功率;圆盘转子的压差阻力远小于转臂转子。通过合理设计通风口可提高机室换热效率,研究可为高速离心机机室及温控设计提供参考。

风洞式风量测量装置喷嘴自适应调节研究与软件实现

在多喷嘴型风洞式风量测量装置自动控制的基础上,针对风洞内喷嘴自适应调节进行研究。对喷嘴组合进行编码,并提出喷嘴自适应调节算法,该算法将风洞喷嘴的自动调节从焓差法试验装置自动测试中分离,形成独立的调节模块。经验证,以该算法为基础开发的软件,可以实现风洞喷嘴自动调节、变工况自动调节的测试需求,降低人工成本和测试难度,为实现风量测试自动化提供了新的思路。

大风低温高空焊接环境下永定河主桥施工技术研究

目前,国内外针对单箱多室特大型桥梁的施工技术已经逐渐成熟。然而,在面临大风、低温等恶劣环境条件时,桥梁的焊接质量和变形控制成为工程中的难点。尤其是对于钢箱梁的施工和监控技术,还需要进一步研究。以永定河特大桥为背景,首先对主梁施工临时支架进行了有限元分析,重点阐述了临时支架安装和监控过程中的关键施工技术。其次详细介绍了单箱多室主梁的吊装技术。最后,分析了在大风、低温条件下主梁的焊接质量和变形控制技术,研究成果可为同类桥梁的施工和监测提供参考。

高低温试验箱温度均匀性调节技术研究

温度均匀性是保证高低温试验箱实验结果有效性和可信性的重要指标。现有关于高低温试验箱出风口气流组织形式对温度均匀性影响的研究主要通过仿真模拟技术,并且都忽略了试验箱风道在宽度方向的不均对试验箱整体温度均匀性的影响。通过对设备温度均匀性、调节复杂度、能耗情况等进行比较,在内箱容积均为1000 L的高低温试验箱中,实验了3种不同的温度均匀性调节技术,即可调百叶、热气除霜、双边进蒸发器等。结果发现双边进蒸发器技术更加有益于设备风道内部换热,可有效排除因试验箱风道温度不均对实验结果的影响,并且在同一试验箱中分别实验了3种出风口形状(正方形、圆形、菱形)及不同风速下试验箱的温度均匀性。结果表明:风速对环境试验箱的影响很大,风速越高,试验箱温度均匀性越好。当风速相同时,在高温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很大,方形出风口温度均匀性最好;在常温及低温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很小。

腔室耗能型高速铁路风障的减载抗风性能

高速铁路挡风风障在减小列车在大风环境中运行的气动荷载的同时,自身具备良好的抗风能力和结构稳定性亦十分重要。为此,提出和设计出一种新型的由双层带孔薄板构成的透风式腔室耗能型挡风风障,并采用数值模拟方法对无挡风风障单层结构和腔室结构挡风风障的挡风作用及自身抗风性能进行计算和分析。结果表明,单层、腔室型挡风风障均可明显减少横风作用于列车的气动荷载,但它们的流场结构存在较明显的差异,且腔室结构风障所受的气动力较小;与单层风障相比,腔室型风障对列车气动荷载具有更好的减载效果以及更强的自身抗风能力和结构稳定性。通过改变腔室结构的两层薄板上透风孔的孔径比,可调节两层薄板的受力分配。腔室耗能型挡风风障的提出,为挡风风障的研究提供新的思路和方法,也可为高速列车的防风设计提供参考与依据。

风室压力损失对引射器流动的影响

实验测量了存在风室压损时引射器引射的二次流流量和风室压损;将测量的风室压损作为数值边界条件,利用有限体积法对存在风室压损时的引射器流动进行了三维数值模拟,并将数值和实验的二次流流量进行了对比.在此基础上,对实际运行情况下不存在风室压损时的引射器三维流动进行了数值模拟,并同存在风室压损时的流动进行了对比.结果表明,数值模拟结果与实验结果吻合较好,最大误差不超过4%,说明数值算法是合理可行的;压力损失使引射器的流动和引射流量等发生了较大变化,并且使测量的引射流量大大低于无压损时的情况.

2500t/d新型干法水泥生产线热工标定与分析

对AXNW水泥厂2500t/d生产线进行热工标定并分析,该厂熟料产量平均在2850t/d,超过设计产量的14%。系统烧成热耗3308.69k J/kg,高于全国平均水平。C1筒出口温度为290℃,处于国内先进水平,其氧含量达到4.9%,偏高。篦冷机冷却效果欠佳,风室存在风短路现象,直接影响了熟料质量和余热发电量,热回收效率偏低。该烧成系统还有较大的提升潜力,如果通过改进和优化,精细化管理和操作,熟料产能还可以得到进一步的提高,热耗及电耗可明显下降。

基于SFEM的SRM纤维缠绕结构的可靠性分析

采用纽曼级数展开的蒙特卡罗随机有限元方法(SFEM),分析了固体火箭发动机(SRM)复合材料缠绕的燃烧室在内压正态变化下的应力响应,然后利用应力强度干涉原理分析计算其可靠性。

风室试验中轴对称排气引射-混合器的引射特性

建立了大尺度引射进气风室试验装置,以精确测量排气引射-混合器的引射流量,采用辅助风机补风以调整并逼近实际引射进口压力,从而提高了引射流量的测量精度,采用3种直径的混合管对轴对称排气引射-混合器的引射流量特性进行对比研究,并结合射流理论对其流动状态加以分析.结果表明:在主流喷管直径一定而混合管直径(D2)不同的条件下,混合管内的流动状态有所不同;当D2=250 mm时,混合管内的流动为过度发展状态,随着主喷管与混合管间距离(a)增大,射流半厚度经扩展后过早附着在混合管壁,其引射系数和引射流量随a值增加而增大,当增至最大值后逐渐减小,随着主流流量的增加,引射流量增大而引射系数变化不大;当D2=300 mm时,混合管内的流动为充分发展状态,随着a值增大,射流半厚度经扩展后在a=300 mm时恰好在混合管出口处附着于混合管壁,其引射系数和引射流量随a值的增幅逐渐变缓;当D2=350 mm时,混合管内的流动为欠发展状态,随着a值增大,射流半厚度经扩展后在混合管出口处仍未附着于混合管壁,引射系数和引射流量随a值增加而增大.

基于虚拟风室模型的排气引射流动三维流场的数值计算

提出了一种虚拟风室模型,以精确计算引射器在各种主流速度下的引射空气量.在数值建模中,将引射器置于一个仅具有主流和引射入口的虚拟整流风室内,通过人工调整引射入口空气流量直至引射器附近监测面积的平均总压与环境大气压相等,以预测该环境下引射器的引射空气量.求解了全三维N-S方程和k-ω湍流模型,并采用多孔介质模型处理虚拟风室内的整流格栅,对不同主流速度下的引射流动进行了数值模拟.结果表明,引射空气量的计算值与已有文献实验测量结果之差小于7%,所采用的虚拟风室模型能有效预测大气环境下的引射流量.并通过流向涡和正交涡等理论对引射流动的卷吸和掺混进行了分析.

直接采样法确定面源恶臭挥发率的研究进展

确定面源恶臭挥发率的方法一般有两种:间接采样法和直接采样法。直接采样法由于具有许多优点而得到了广泛的应用。采样设备的选择会影响到恶臭样品的组成,通过对比可知,由动态采样器和静态采样器确定的恶臭挥发率的结果是不同的。用风洞法确定的恶臭挥发率与用间接法确定的恶臭挥发率有较好的一致性,可以作为恶臭扩散模型的输入参数。

隧道式两排挂面烘房气流特征分析

为改进挂面干燥工艺,采用便携式微型气象仪研究了双排挂架隧道式挂面烘房风速和方向分布情况以及烘房挂面干燥过程的气流特征。结果表明,隧道式双排挂面烘房内风速呈波形分布,均值为0.82 m/s,绝大多数风速集中在0.00~2.00 m/s之间,侧风和逆风则集中在0.00~1.00 m/s区间内,烘房不同位置的风速具有不均匀性。风向受到风扇位置、排潮口位置以及烘房结构的影响,烘房左上、左中、左下部位主导风向集中在SW-NNW扇区,右上、右中、右下部位主导风向集中在NE-SSE扇区。

《金匮要略》黄汗及其转归

《金匮要略·水气病脉证并治》中对黄汗症状的记载有“脉浮”与“脉沉”、“小便通利”与“小便不利”、“渴”与“不渴”等,看似矛盾,实为黄汗病机的动态描述,“脉浮”与“脉沉”为表里之别、“小便通利”与“小便不利”为寒热之变、“渴”与“不渴”亦为寒热之变。当黄汗还处于表证阶段,小便通利,汗出不黄,用桂枝加黄芪汤祛风解表;病邪深入,入里化热,用黄芪芍药桂枝苦酒汤发散蕴热。黄汗日久,寒郁化热,积腐成脓,则转为痈脓;若黄汗患者平素肝肾阴虚,日久寒邪深入,则转为历节。临证常需考虑寒热关系与病机演变。黄汗包括了大部分风水的典型症状,二者皆起于感受风寒,皆存在由表入里、由寒化热的动态变化过程,但病机的侧重点不同,治疗亦不同。

隧道式挂面烘房干燥介质特征分析

为了解隧道式挂面烘房干燥介质(空气)流向、流速、温度、相对湿度的动态变化及分布特征,明确干燥介质参数之间的影响,该研究以5排60 m隧道式烘房为研究对象,利用Kestrel 4500型多功能便携式气候仪在线动态分析挂面干燥过程中干燥介质的流向、流速、温度、相对湿度。结果表明,挂面干燥过程中,风速、温度和相对湿度在烘房的4个干燥区段之间存在显著性差异。隧道式烘房的空气流动分布不均匀,风向主要偏向排潮口一侧,风速则表现为锯齿状波动式降低;温度呈现先上升后下降的趋势,在30~45 m干燥区内最高,均值为45.55℃;相对湿度逐渐降低。风速显著影响烘房内的温度和相对湿度。在15~30 m和30~45 m干燥区内,风速与温度极显著正相关(P<0.01);在0~15 m、15~30 m和30~45 m 3个干燥区内,风速与相对湿度极显著负相关(P<0.01)。风速对烘房内的温度和相对湿度在各干燥区段的影响方向和大小有所不同。

大型航空声学风洞消声室建设与校测

风洞试验是进行民用飞机机体噪声研究的重要手段。为了满足航空飞行器低噪声设计在大型风洞中进行气动噪声试验的需求,中国航空工业空气动力研究院建设了FL-10大型低速风洞全消声室。通过在FL-10风洞试验大厅壁面安装吸声尖劈、对洞体外表面进行声学处理、对支撑系统进行隔声处理、对消声换气窗进行降噪处理等手段,建成了气动噪声风洞试验所需的声学环境。按照国家标准中给定的方法,利用张线方法实现了校准声源的布置,测量了消声室内沿不同路径、不同频率噪声的衰减规律,表明FL-10风洞消声室自由场特性达到了相应标准的要求,为后续在该风洞中进行大尺寸机体模型噪声试验奠定了基础。

《金匮要略》论治月经不调特色探析

文章从《妇人杂病脉证并治第二十二》及《妇人产后病脉证治第二十一》入手,剖析《金匮要略》对月经不调病因病机的认识,探讨《金匮要略》治疗月经不调立方遣药的特色,系统探讨《金匮要略》论治月经不调的学术思想。