铝电解槽磁流体稳定性判定:基于垂直磁场B_(z)算术平均值的研究

研究了铝电解槽磁流体动力学(MHD)稳定性的判定标准,重点分析了垂直磁场Bz算术平均值(B_(z0))在评估中的关键作用。通过文献综述、理论推导和实证研究,验证了B_(z0)作为MHD稳定性判定指标的有效性。采用某500 kA铝电解项目为案例,结果表明B_(z0)对电解槽磁场设计具有显著指导作用。提出了基于B_(z0)的MHD稳定性判定模型,并对比了不同稳定性判据的优缺点,为铝电解槽的设计和优化提供了新思路和方法。

船用电辅助涡轮增压器转子动力学设计及稳定性研究

电辅助涡轮增压技术(EAT)是能够有效解决传统涡轮增压发动机启动或加速时进气不足、瞬态响应差等问题,实现内燃机动力系统电气化的重要技术手段。基于流体动压轴承润滑理论结合转子运动控制方程,建立由浮环轴承支承的某型涡轮增压器转子系统动力学有限元模型并进行轴心轨迹试验,采用数值计算方法对不同轴承支撑形式的EAT正常转子和不平衡转子的非线性转子动力学特性进行深入研究。结果表明,在EAT运行较宽的转速范围内,其转子具有广泛的次同步振动,转子动力学行为复杂且浮环轴承支撑的转子明显具有更高的次同步振动振幅;半浮环轴承支撑的转子油膜涡动振动的能量远小于基频振动的能量,表现出更良好的减振作用,可以很好地抑制油膜的涡动/振荡。本文研究内容可以有效地辅助EAT的研究工作,提高其整机的NVH性能。

一类耗散型电流体动力学方程组自相似解的渐近稳定性

主要考虑一类来源于电流体动力学中的由非线性非局部方程组耦合而成的耗散型系统的初值问题.利用Lorentz空间中广义L^p-L^q热半群估计和广义Hardy-Littlewood-Sobolev不等式,首先证明了该系统在Lorentz空间中自相似解的整体存在性和唯一性,然后建立了自相似解当时间趋于无穷时的渐近稳定性.因为Lorentz空间包含了具有奇性的齐次函数,因次上述结果保证了具有奇性的初值所对应的自相似解的整体存在性和渐近稳定性.

基于电流体动力学的马铃薯切片干燥特性变化

电流体动力学干燥作为一种新型干燥技术,以成本低、干燥均匀、高效节能等优势,为热敏性物料的干燥提供了新的方法。为探究电流体动力学作用下马铃薯切片的干燥特性和理化特征,该研究将马铃薯切片在0、14、18、22、26、30 kV的交流电压下进行干燥,利用红外光谱和低场核磁共振技术分析电流体动力学干燥对马铃薯切片中分子结构、水分迁移的影响。结果表明,马铃薯切片在30 kV电压下的平均干燥速率、有效水分扩散系数、复水比分别为0.9228 g/(g·h)、2.2653×10^(−10)m ^(2)/s、4.78,明显优于其他电压下的试验结果。电流体动力学干燥后,马铃薯切片中的官能团没有发生明显变化,蛋白质以β-折叠结构为主。干燥可提高马铃薯切片内部自由水的流动性并降低组织对不易流动水的束缚力,从而促进水分的去除和迁移。电流体动力学干燥技术较好地保留了马铃薯的营养成分,该研究结果为马铃薯切片的干燥提供理论依据。

人类朊蛋白稳定性的流体分子动力学研究（英文）

朊蛋白病,被称为传染性海绵状脑病(TSE),或者致死性神经退行传染病,在人和动物中发病,与α-螺旋构型部分向β-折叠构型转变有关.本文使用分子动力学模拟和流体分子动力学模拟相结合的方法对野生型人类朊蛋白和R200K突变型人类朊蛋白的结构稳定性进行了研究.研究发现,α-螺旋柱交叉形成的防护墙是维持朊蛋白结构稳定的关键因素,而β-折叠活性较高.流体动力干扰在一定程度上可以不改变折叠路径并能够有效加速蛋白质的解折叠过程.

磁浮车辆/轨道系统动力学(Ⅰ)——磁/轨相互作用及稳定性

磁浮车辆/轨道系统动力学问题直接影响磁浮交通的安全性、舒适性和经济性,而这三个性能则是决定其应用前景的重要因素。作为系列文章的第一部分,论述了磁浮系统动力学研究中最基本和最关键的问题——磁/轨相互作用及磁浮系统稳定性。关于磁/轨相互作用研究,目前在电磁铁二维受力理论分析、数值求解及其动态特性研究方面取得了显著的进展,而三维磁/轨作用理论分析与试验研究是其未来的研究方向。磁浮系统稳定性研究由单纯的悬浮稳定性研究、单铁/轨道系统稳定性研究逐步进入磁浮车辆/轨道系统稳定性研究,将来的研究仍需探索新的磁浮系统稳定性分析方法,并结合工程实际开展磁浮列车系统动力稳定性应用研究。

电流体动力学静音泵制备及性能研究

为实现快速、精确和智能主动控制,课题组设计制备了一种电流体动力学(electro hydro dynamics,EHD)静音泵。该种泵是基于电场与介电液直接相互作用的一类非机械泵,采用三明治结构,上、下2层电极完全对称,呈梳齿状排布;中间为宽度2 mm,高1 mm的通道层。通道层中充满了介电液,在高强度电场下介电液中杂质或弱电解质的解离产生自由电荷,致使介电液产生流动。为了对电流体静音泵驱动力的影响因素有更深入的了解,课题组用液位差表征静音泵的驱动力,通过控制变量法分析了不同电极间距、不同电极宽度和不同电极对间距对静音泵驱动力的影响。结果表明:不同电极宽度的变化对驱动力影响较小;在发生击穿前的同等电压下,电极间距越小,驱动力越大;而在发生击穿前的同等电压下,电极对间距在大于4 mm后,驱动力变化不大。

新的广义Chaplygin气体的动力学稳定性及其Om诊断

基于对新的广义Chaplygin气体(new generalized Chaplygin gas,简写为NGCG)演化规律的分析,笔者进一步讨论了NGCG流体与正压背景流体之间存在相互作用时动力学系统的稳定性问题.通过对NGCG模型动力学自治系统的讨论,得到了该动力学系统的临界点,进而求得了该模型的吸引子.文中描绘了该模型中相关宇宙学量的演化,即NGCG流体态参数、无量纲密度参数及声速的演化.最后,文中对NGCG模型进行了Om几何诊断,将该模型的Om曲线与ΛCDM模型的Om曲线做对比,直观地展示了二者之间的差异.

氢燃料电堆工程设计中的热力学与流体动力学优化策略探讨

氢燃料电堆作为一种新兴的能源转换技术,具有高效、清洁和可再生等优势,被广泛应用于交通运输、工业生产和住宅能源等领域。然而,氢燃料电堆的性能和效率受到其工程设计中热力学和流体动力学的影响。因此,研究热力学和流体动力学优化策略对于提高氢燃料电堆的性能具有重要意义。本文旨在介绍氢燃料电堆工程设计中热力学和流体动力学优化策略的研究目的和意义。通过深入分析热力学和流体动力学在氢燃料电堆中的作用机制,探讨如何优化氢燃料电堆的设计参数,以提高其性能和效率。

非热电磁生物效应特性与液晶电流体动力不稳定性的对比研究

采用液晶生物膜模型,将非热电磁生物效应与液晶电流体动力不稳定性的特性进行了对比研究,提出非热电磁生物效应的关键机理是液晶生物膜的电流体不稳定性假说。并用此假说对非热电磁生物效应的非线性特性、协同性、相干性、"窗"特性、阈值特性等重要特性都作了很好的解释。

几种典型的流体动力学界面不稳定性问题数值模拟研究

流体动力学界面不稳定性通常分为3类：Richtmyer—Meshkov（RM）不稳定性、Rayleigh—Taylor（RT）不稳定性和Helmholtz—Kelvin（KH）不稳定性。在初始阶段，界面扰动缓慢增长；进入非线性阶段后。

小负性胆甾相液晶电流体动力不稳定性的研究

本文对小负性胆甾相液晶在电场作用下的织构变化做了进一步的实验研究,观察到了新的实验现象。

滴状模式下液桥形成及断裂的电流体动力学特性研究

对电场作用下微通道荷电液滴脱落过程中液桥形成及断裂的显微演变特征进行了可视化实验研究.借助时空分辨率较高的高速摄像技术精确捕捉了电场作用下液桥形成及断裂的界面演化过程,研究了液桥的界面结构变化及其断裂的动力学显微演变行为,获得了时间特征数、电邦德数及半月面形成角对液桥长度及断裂顺序的作用规律.实验结果显示,液桥断裂长度取决于黏度与表面张力之比,而受荷电弛豫时间的影响甚微,低电压工况下各实验介质液桥相对长度的变化并不明显,而在较高电压工况下相对液桥长度的增长速度加快.随着电邦德数的不断增加,液桥长度的变化在较高邦德数下更为明显且存在突变区,此时伴随着雾化模式的转变,表明液桥的突变恰恰是雾化模式过渡的信号.不同物性介质的射流过渡行为由于液桥上下游形成角的变化而存在较大差异.对于无水乙醇介质,电邦德数的增加使滴状模式首先过渡到纺锤模式,而对于生物柴油,滴状模式后会首先出现脉动模式而非纺锤模式.

电除尘器内电流体动力学二次流与荷电粒子耦合作用的数值模拟

为分析电流体动力学(electrohydrodynamic,EHD)流动与荷电气溶胶粒子间的相互作用,给出了线板式电除尘器内关于EHD和带电粒子运动学的耦合数值模型。该模型采用有限体积法离散求解电场、空间电荷和带电粒子对流扩散方程,并与FLUENT湍流模型连接耦合。利用这一模型,对2种电场风速下线板式电除尘器内电风作用前后的气流流动形态与带电粒子运动行为进行了细致模拟,并用电流体Reynolds数NEHD分析了二次流动对气流、粒子浓度分布及粒子除尘效率的影响。结果表明,电风二次流动主要通过改变气流速度和湍流度分布来影响粒子向下游区域的对流输运过程。电风效应对粒子的除尘效率存在负面影响,其中对粒径小的粒子更为显著。但随着电场风速或粒子粒径的增加,电风二次流动对带电粒子的作用会逐渐变弱。考虑实际运行电除尘器的电场风速有效范围,这一负面影响最大可使粒径小于1.0μm粒子的捕集效率降低4%。

基于非线性浅水模型的铝电解磁流体动力学计算

基于铝电解槽内流体体系及电磁场分布特点,建立了非线性磁流体动力学浅水模型,并应用此模型对某300 kA电解槽的熔体流场及铝液-电解质界面波动进行瞬态数值研究。在此基础上,通过动力学计算分析极距及铝液区垂直磁场对磁流体稳定性的影响。结果表明:随着极距的减小,界面波动由稳定趋向于不稳定;减小铝液区的垂直磁感应强度能大幅提高磁流体的稳定性。

利用计算流体动力学(CFD)方法研究电收尘器斜向气流分布

在讨论了电收尘器电场内气流分布对除尘效率影响的基础上,介绍有效降低粉尘返流损失,提高电收尘效率的斜向气流技术,进而利用CFD方法对电场内的气流分布进行数值模拟,给出了在电场内实现斜向气流分布时气流分布板结构调整方法和参数。

高压电场干燥技术原理的电流体动力学分析

高压电场干燥技术是作者自行研发的一项实用型的创新干燥技术,其技术特点是物料不升温,节省能 源,设备造价低,特别适合热敏性物料的干燥．其物理机制是依靠电场能传质而实现干燥的．利用电流体动力 学原理,针对高压电场对含水物料施加作用力进行分析,结果表明:电场能传质是由两种作用力作用的结果．

电流体动力学喷印电压控制模式及其应用现状

电流体动力学喷印技术是一种制备微纳米结构与器件的新型技术,该技术在多种功能器件的制备方面受到广泛关注。阐述了电流体动力学喷印技术的研究背景,通过分析得出电压控制问题是电流体动力学喷印技术中的一个重要问题。概述了目前电流体动力学喷印技术的电压控制模式,主要包括直流高压、高压脉冲、直流电压叠加脉冲电压、交流电压和直流电压叠加交流电压五种控制模式,并对各种电压控制模式及其应用现状进行分析。最后,对电流体动力学喷印的电压控制模式中存在的问题以及未来发展的前景进行了总结和展望。

电除尘通道内电流体动力学五种湍流模型的计算结果比较

利用C语言构造一个数值方案用于模拟电除尘通道内电流体动力学流动。根据已有试验的测量结果,对用于模拟通道内电流体动力学流动的5种湍流模型在不同条件下模拟得到的数值结果进行分析和讨论。结果表明,本文给出的数值模型可准确预测电风与主流相干作用导致的电流体动力学湍流流动。对于流场的模拟,与κ-ω类湍流模型相比,κ-ε类模型更适合模拟电除尘器内的电流体动力学流动。κ-ε类湍流模型得到的数值结果准确度与电风效应强度的相关性较弱。对于湍动的预测,当电风作用较强时,RNGκ-ε模型精度最高,电风作用较弱时,Realizableκ-ε模型更合适。

磁流体动力学电沉积法制备^(241)Am α放射源

针对目前核电站安全运行实时监测中对高分辨率241 Am作为稳峰源的需求,建立了一种高分辨率α放射源制备方法——磁流体动力学电沉积法,并设计了磁流体动力学电沉积法制备放射源的装置和流程。以241 Am为研究对象,对磁流体动力学电沉积法制备放射源的工艺条件进行了优化选择:在沉积槽单侧施加磁场使沉积源片中心处的磁感应强度B=0.193T、(NH_4)_2SO_4电解液浓度0.5mol/L、电流密度180mA/cm^2、沉积液pH=2.0~2.5、电极间距5mm、沉积时间1h。结果显示,241 Am可定量沉积在不锈钢阴极源片上,沉积效率近100%,且所制源的能量分辨率较不加磁场时提高了15.0%。所制源的牢固性和均匀性检验结果表明,磁流体动力学电沉积法所制备的241 Amα放射源的牢固性和均匀性均良好。