半渗透涨缩管道内微极性流动解析求解

分析了半渗透涨缩管道内的微极性流体的流动.应用合适的相似变换,将控制方程转化为常微分方程组.为了得到该问题的解析解,应用同伦分析方法得到该问题的速度表达式.并且用图形分析了各个不同参数,特别是膨胀系数对速度场和微旋转角速度的影响.

微极性流体润滑的挤压膜轴承特性研究

对微极性流体润滑的纯挤压膜径向轴承的特性进行了研究.求解了基于微极性流体理论的雷诺方程和轴心非线性运动方程,将微极性流体特征尺度和耦合数作为微极性效应的主要标志性参数,全面考察了牛顿流体和微极性流体对挤压膜轴承轴心运动规律和润滑性能所产生的影响.结果表明:微极性流体降低了轴心运动的位移、速度和加速度,使得挤压膜轴承运行更加平稳;同时减小了最大油膜压力,增大了油膜厚度,因而提高了挤压膜轴承的承载能力.

基于微极性流体润滑的有限长动载轴承特性研究

基于微极性流体模型对有限长动载轴承的润滑性能进行了数值模拟。推导了动载情形下微极性流体润滑的Reynolds方程,比较了牛顿流体和微极性流体对轴承的油膜压力、最小油膜厚度和端泄流量所产生的不同影响。结果表明:微极性流体使得动载轴承的油膜压力明显提高,油膜厚度明显增大,而端泄流量则有所降低。

微极性流体螺旋槽径向轴承油膜稳定性

给出了以微极性流体为润滑剂的径向滑动轴承油膜压强摄动方程 ,并采用有限元法研究螺旋槽径向轴承油膜稳定性 .在此基础上计算了螺旋槽径向轴承油膜刚度系数、阻尼系数和不涡动的转子临界质量 .微极性流体的特性由耦合数和分子特征长度两个参数决定 .研究表明 ,微极性流体螺旋槽径向轴承比一般牛顿流体为润滑剂的轴承油膜具有更好的稳定性 .高耦合数时 ,润滑油膜厚度和微极性流体分子特征尺度的比值越小 ,轴承油膜的稳定性越好 .

微极性多组分多孔介质材料的混合物理论

将描述多组分系统的复合混合物理论与微极性连续介质力学理论相结合,建立了描述微极性多组分多孔介质材料的混合物理论.假定系统由多组分的微极性弹性固体和多组分微极性粘性流体组成.给出由混合物理论建立的系统的平衡方程.依据热力学第二定律以及本构假设建立了系统的本构方程,并使场方程闭合.为考虑固相的压缩性,在液相自由能函数中引入液相体积分数作为内变量,得到动力相容条件,用以限制固、液两相界面压力差的变化.最后,基于线性化理论得到线性化的本构方程和场方程,建立了考虑介质微极性的热-水力-力学组分输运模型.此理论框架可以运用到可变形多孔介质中污染物、药物以及农药输运等问题中.所得到的微极性多组分多孔介质系统的闭合场方程经退化后,可变为固、流相都为单一组分的多孔介质系统场方程,它与Eringen得到的结果一致.

具有不同渗透的涨缩管道内微极性流动的同伦分析解

分析了壁面具有不同渗透的涨缩管道内微极性流体的流动.对于壁面的胀缩,考虑常系数和时间函数的膨胀率两种情况.对于第1种情况,应用同伦分析方法得到该问题的速度和微旋转角度的表达式.并且画图分析了各个不同参数,特别是膨胀系数和不同的渗透率对流体的动力特征的影响.可以得到第1个重要的结论:壁面的膨胀率和不同的渗透对流体的动力特征有重要的影响.根据Xu的模型,考虑了第2种也是更具有一般性的情况,假设壁面的膨胀率随时间的变化而变化.在这样的假设下,控制方程被转化成非线性偏微分方程,并且同样也可以应用HAM方法进行求解.应用代数和指数的模型来描述膨胀率从初始状态到最终状态的演变过程.然而,结果表明包含有时间的解很快地趋向于稳态的解.这样可以得到第2个重要的结论,时间在壁面的膨胀收缩中扮演着次要的角色,可以忽略不计.

微极性流体润滑剂的螺旋槽径向轴承动力特性

本文采用算子分裂/有限元法解广义雷诺方程,研究微极性流体润滑剂的螺旋槽径向轴承承载力、摩擦阻力特性。油膜空泡采用全润滑区质量守恒的Elrod算法。微极性流体的粘弹特性由耦合数和分子特征长度两个参数决定。计算结果显示:(1)高耦合数的微极性流体螺旋槽径向轴承比一般牛顿流体为润滑剂的轴承具有较高的承载力,摩擦阻力略有增加。(2)在高耦合数条件下,润滑油膜厚度和微极性流体分子特征尺度的比值越小,轴承的承载力和摩擦阻力越大。本文研究表明,选用合理参数的微极性流体为润滑剂,可以提高螺旋槽径向滑动轴承的承载力。

荧光探针法研究N-月桂酰基-N′-羟乙基乙二胺乙酸盐的微极性

用荧光光谱法测定N-月桂酰基-N′-羟乙基乙二胺乙酸盐(两性乙酸钠)的微极性。芘的荧光强度随着两性乙酸钠浓度的增加而减小,其第一峰(I1)和第三峰(I3)的强度随两性乙酸钠浓度的增加先降低,到达一定浓度后,趋于稳定。由芘的I1/I3与浓度关系可以得出两性乙酸钠的临界胶束浓度(CMC值大约为1.03mmol/L),与表面张力法(1.02mmol/L)测定结果一致。同时研究了无机盐的加入对芘的I1/I3值的影响,无机盐的加入使芘的I1/I3值减小,即无机盐的加入使芘所处的微环境极性减小。

微极性流体对轴承转子的影响

通过变分原理求解微极性流体润滑的Reynolds方程得到轴承转子的油膜力,以有限宽刚性Jeffcott转子为研究对象,给出了适用于微极性液体润滑剂的广义雷诺方程,用数值积分法研究了不同参数变化下有限宽轴承转子系统的非线性动力学行为。借助分岔图、Poincare映射图、时间历程图和谱分析等分析了系统的运动形态。数值分析结果表明,系统存在着拟周期运动,且在不同的参数下微极性效应越明显,即L_0越小N越大系统越稳定。

双极性直流微电网的改进型高阶滑模自抗扰控制

针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论将控制系统拟合为一阶系统模型,转化为自抗扰控制系统范式。其次,设计了改进型超螺旋滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器,引入了具有快速收敛性的级联有限时间扩张状态观测器代替线性扩张状态观测器,既能通过高阶滑模控制算法抑制抖振,又能提高对系统集总扰动的估计精度,从而利用非线性控制策略的优势改善系统动态响应过程及抗扰性能。然后,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。最后,基于Matlab/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对3种不同控制策略进行对比验证,实验表明所提控制能够很好地抵抗扰动和提高系统的暂态性能。

基于微极性弹性力学的碳纳米管中波的传播特性

基于微极性弹性理论推导出的碳纳米管的应力-应变关系,使用哈密顿原理建立了碳纳米管的动力学微分方程.通过求动力学微分方程的波动解,获得碳纳米管中波的频率与波数的关系即弥散关系,另外还得到了波的群速度和特征波面.对所得结果进行了讨论.

低压双极性直流微网故障分析及保护方案

低压直流微网凭借其较大的优势,获得了越来越多的关注。但是,目前低压直流微网的保护技术仍不能满足其快速、准确切除故障的需求。鉴于此,首先对低压双极性直流微网中的各类故障进行分析,在此基础上通过对比暂态故障电流变化率的绝对值以区分不同类型、不同位置的故障。针对低压双极性直流微网中的馈线故障提出了基于暂态故障电流变化率绝对值的反时限保护方案,通过理论分析:该保护方案在并网和孤岛2种运行方式下均可以快速、准确地切除馈线上各种故障,有利于提高低压双极性直流微网供电的持续性与可靠性。PSCAD/EMTDC仿真实验验证了该保护方案的有效性。

双极性直流微电网中多电压平衡器协调控制

针对应用电压平衡器来解决双极性直流微电网正、负极对中线电压的平衡控制问题,提出一种基于下垂控制和干扰观测器相结合的多电压平衡器并联运行与协调控制方法。应用干扰观测器,能在不需要增加额外电流传感器的情况下,利用本地测量信息即可实现对电压平衡器输出电流的快速跟踪;采用基于干扰观测器输出结果的外环直流电压下垂控制和内环输出电流前馈控制,不仅能实现在无互联通信情况下的多电压平衡器并联运行和即插即用,还能有效提高直流电压平衡控制系统的动态响应,抑制双极性直流微电网内负荷突变、间隙性分布式电源出力波动等暂态对直流母线正、负极对中线电压的冲击。最后,在包含直流模拟电源、两台电压平衡器以及相应阻性负荷、恒功率负载等构成的双极性直流微电网实验平台中验证了所提方法的有效性。

芘荧光探针法研究环糊精与有机溶剂的极性微环境性质

基于芘的单体荧光光谱振动结构与其所处环境极性的相关性 ,考察了有机溶剂对环糊精 (α- CD、β-CD)空腔微环境的影响。结果表明 ,在所考察的有机溶剂体系里 ,芘的 I3 / I1 与介电常数呈线性相关 ,可用于探测微环境的极性性质变化规律 ;芘和有机溶剂在疏水驱动力的作用下簇集到 CD周围 ,形成一个有序的有利发光的簇集体系 ,CD与有机溶剂之间存在着协同效应 ,而不是加合效应 ;苯较大地改变了微环境的性质 ,使芘的荧光精细结构消失 ,强度增强。环糊精与有机溶剂间的特殊协同增敏效应和环境的极性有极大的关系。

微旋转切向双曲混合流体中悬浮混合纳米粒子的流变学

流体运动通过线性拉伸片而实现。本研究结合多种流动和热现象,如多孔介质、倾斜磁流体、焦耳热以及速度和热滑移因子,用数值方法研究了切向双曲混合纳米流体通过多孔薄片的微旋转效应。得到的数学公式是一组非线性耦合偏微分方程。为了得到近似解,引入了相似性变量。利用Runge-Kutta-Fehlberg 45 (RKF-45)和射门技术,得到主导微分方程的数值解。用图示法表示相关参数的物理意义。为了验证数值结果,与已经发表的数据进行比较。假设流体的流速随Weissenberg数和渗透率的增加而减小,流体的角速度随表面条件参数的增加而明显著加快。表面摩擦因数随Weissenberg数的增加而有效减小,随大的速度滑移参数的增大而增大。结果证实,较高的银和铜纳米颗粒体积分数具有提高流动流体导热率的潜力。混合纳米流体可广泛应用在工程中,比如核冷却、海水淡化、机加工、制冷、热交换器、太阳能集热器和发动机冷却等。此外,在微旋转切向双曲流体中混入纳米流体可提高系统的热能力,可将其应用于依赖热传递的机械系统。

双极性直流微网的分层控制策略

分析了双极性直流微网的结构和优点,针对其结构和功率分配中下垂控制的问题,提出了一种由本地控制和二次调节组成的分层控制策略。本地控制包含中点电位控制和下垂控制,解决微网的中点电位不平衡问题和实现对微网中负载功率的初步分配;二次调节采用分布式补偿控制,消除线路阻抗的影响,实现负载功率的精确分配。对该分层控制策略进行了理论研究,并分析了系统的中点电位调节能力。在半实物平台上进行了相关实验验证,结果证明了该控制方法的有效性。

芘与人血清白蛋白和牛血清白蛋白结合位点微环境极性的差异

利用芘(Pyr)的微环境极性探针性质,采用稳态荧光光谱、荧光共振能量转移技术结合分子对接法,对比分析了Pyr分别与人血清白蛋白(HSA)和牛血清白蛋白(BSA)作用机制的差异.结果表明,HSA和BSA中Pyr的I_(1)/I_(3)平均值分别为1.36和0.92;Pyr与HSA和BSA的结合常数分别为1.86×10^(7)和1.71×10^(5) L/mol;Pyr与HSA和BSA中色氨酸残基表观距离分别为2.37和2.34 nm.Pyr在HSA和BSA中不同的结合位点位于ⅠB子域和ⅠA子域,其结合位点周围氨基酸残基的极性是影响Pyr I_(1)/I_(3)值的主要原因之一.实验证实Pyr与HSA和BSA结合作用位点处的微环境极性存在差异.

适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器

双极性结构低压直流配电系统具有负荷灵活接入、运行可靠性高等优势。为了最大限度地减少功率变换级数并提升双极母线电压平衡能力,提出了一种适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器。首先,介绍了自平衡隔离型DC-DC变换器的拓扑结构与调制策略,并分析了不平衡负载情况下正负极性直流电压自平衡机理及其换流过程;然后,结合零电压开关工作原理与输出电流纹波要求,对平衡电感参数进行优化设计,并推导了不平衡负载直流偏置引起的中性点电位偏移量;最后,搭建了一套实验样机验证了所提变换器在两直流极不平衡负载下甚至其中一直流极空载下可平衡双极母线电压。

驰豫型铁电体中极性微区之间的静电耦合与弹性耦合

根据静电场理论和弹力场理论，对驰豫型铁电体中相邻性微区之间的静电耦合能和弹性耦合能进行了计算，并以此为依据，分析了邻近性微区可能的极化取向。静电耦合效应与弹性耦合效应可以很好地解释在ＰｂＴｉＯ３固溶体中，随着Ｐｂ－ＴｉＯ３含量的增加，驰豫现象逐渐消失的原因。