U型耦合管道内液态金属MHD效应研究

针对液态包层中常见的U型导电耦合管道内液态金属三维磁流体动力学(MHD)流动,利用自主开发的低磁雷诺数下液态金属磁流体流动的计算程序,获得了外加磁场和流体管道在不同倾斜角工况下管道内液态金属的流速、感应电流和压力分布。结果表明,U型耦合管道内液态金属的MHD流动中耦合段的耦合效应使MHD压降明显增大,是相同参数下单根管道内压降的2.4倍左右。在U型耦合管流动转向处,部分中心流体区产生与初始流向相反的逆流流速分布,而此处的磁流体压力梯度随外加磁场倾角的增大而增大,但在初始增加倾角时,压力梯度会略微减小。

智能化矿井多系统耦合管理体系研究

随着我国智能化矿井建设的推进,原有的管理制度、方法与理念亟需升级。智能化矿井多系统耦合管理体系建设可使矿井智能系统与智慧管理深度融合,加快煤矿高质量创新发展进程。基于陕西陕北矿业韩家湾煤炭有限公司的实证考察,阐述了智能化矿井多系统耦合管理体系的理论内涵,探讨了智能化矿井多系统耦合管理体系建设模式,分析了其对企业经济与社会效益的作用效果。研究发现,通过对矿井多层次、立体化的智能化改造与全面深入的智能化系统耦合以及管理智慧化耦合,形成新型矿井全阶段智能化发展新模式和管理机制创新,推动了矿井全生产周期智能化转型。基于大数据平台的智能化矿井多系统耦合管理体系建设是立足矿井实际条件探索出的智能化发展路径,取得了较好的经济、安全、环境与社会效益,具有良好的示范作用。

渗流–侵蚀–应力耦合管涌试验装置的研制及初步应用

管涌是涉及孔隙水渗流,可动细颗粒侵蚀、运移,多孔介质变形等众多复杂力学行为的多相、多场耦合现象。为真实模拟管涌发展过程、探究管涌机制,研制渗流–侵蚀–应力耦合管涌试验装置。该装置包括流失细颗粒收集系统、围压系统、轴向压力系统、渗透压力系统及数据采集系统。流失细颗粒收集系统可以实时收集管涌发展过程中流出土体的细颗粒及渗流量;围压及轴向压力系统模拟土体承受的三向应力状态,最高围压可达2.0MPa,最大轴向压力可达30 kN(试样直径101 mm);渗透压力系统模拟土体承受的渗流作用,具有高水头(200 m)与低水头(低于2 m)2种模式;数据采集系统能够实时监测土体沉降、体积及渗流进、出端水头的变化等。无围压、等向受压、三轴受压3组管涌试验表明:应力状态对管涌发展过程影响显著。等向受压状态下管涌临界坡降远高于无围压时的结果,略高于三轴受压状态下的临界坡降。新型管涌试验装置能够真实模拟土体管涌发展过程,实时监测管涌发展过程中土体细观结构、几何、水力、力学特性的演变,将成为深入研究管涌机制的可靠技术工具。

一维三相渗流侵蚀耦合管涌程序的研制与验证

根据管涌发生发展过程中渗流侵蚀的耦合机理,将参考土体单元(REV)分为三相考虑,即土骨架相,水相及液化细颗粒相,基于多孔介质动力学理论和平均化方法,分别建立三相质量守恒微分方程,同时引入渗流侵蚀本构方程考虑土骨架相的侵蚀导致的液化细颗粒相的增加,提出了一维三相渗流侵蚀耦合管涌数学模型。并编制了相应的有限元程序,利用已有算例验证了程序的有效性。

不同水氮耦合管理下耕层土壤的氮动态

以中国科学院封丘农业生态试验站水氮耦合长期试验地为研究平台,采集了不同水氮耦合管理下耕层0～10 cm、10～20 cm和0～20 cm土壤,测定了六种形态的氮(无机氮、有机氮、酸解有机氮、酸解铵态氮、溶解性有机氮和微生物生物量氮)和三种与氮周转密切相关的生物性指标(脲酶活性、蛋白酶活性和硝化势)。三因素方差分析结果表明,施氮和耕层深度对六种形态氮均有显著作用,而灌水对这六种形态氮无显著作用。单因素方差分析结果显示施氮明显提高了耕层0～20 cm土壤无机氮、有机氮、脲酶活性及硝化势,而对土壤酸解有机氮和酸解铵态氮无显著影响;六种形态的氮、蛋白酶活性及硝化势均不受灌水量的影响。不同水氮耦合管理下耕层0～10 cm土壤六种形态氮、脲酶活性、蛋白酶活性及硝化势几乎均明显地高于10～20 cm土壤。通过对不同水氮耦合管理下耕层土壤氮动态的研究,本研究得出最佳的水氮耦合管理模式是灌水至20 cm土层的田间持水量和每季施氮190 kg hm-2。

产业对接背景下校企共同培养人才的耦合管理模式

产业对接背景下学校与企业共同培养人才的耦合管理模式具有企业化、时效化、系统化、精细化等特点,必须从专业及课程的设置标准、授课方式、师资培养、考核指标、教育资源、学生培养质量和管理、"实境耦合"特色教学等方面进行管理,才能真正实现学校的生存、企业的发展。

基于响应面法研究草莓滴灌肥水耦合管理模式

以施肥强度、肥料品种、采摘日期为自变量,以草莓的糖酸比和还原性Vc含量为响应值,利用Box-Behnken中心组合试验原理和响应面分析法,研究自变量及其交互作用对草莓肥水耦合模式的影响。结果表明,最佳肥水管理模式为,草莓从现蕾期到第1轮花序挂果旺盛期滴灌施肥,15 d 1次,每次施入腐植酸有机肥(氮磷钾含量为8%,7%和13%)75 kg.hm-2、MgNO3.6H2O 1.5 kg.hm-2、CaNO3.4H2O 1.5 kg.hm-2、KNO33 kg.hm-2,稀释2倍,按照2%的吸肥比例滴灌20 min,2次之后,顺延10 d,施肥量减为原来的1/3再施1次。此模式下糖酸比和还原性Vc的实际值为3.25,0.441 2 mg.g-1,草莓的品质好,后期的生长能力增强。

水资源联合运用耦合管理模型研究进展

水资源日益紧缺使得水资源联合运用显得越来越重要,水资源联合运用模型中的规划技术,以及优化模型与模拟模型之间的耦合方法是联合运用模型的关键,也是其难点之一.本文从规划技术、耦合方法角度详细介绍了国内外关于水资源联合运用耦合管理模型的研究进展.在分析目前研究中存在问题的基础上,提出了未来的发展趋势,并指出模型之间的耦合技术、基于水量水质耦合模拟的联合运用,以及专家决策支持系统和GIS在联合运用模型中的运用等方面值得深入研究.

流固耦合管道系统的模态分析和汽蚀监测

运用数值计算和试验研究相结合的方法对流固耦合管道系统进行模态分析,并将其用于轴流泵的汽蚀共振分析,从而提出了水泵汽蚀监测的振动分析法。

流固耦合管道系统的模态分析和汽蚀监测

运用数值计算和试验研究相结合的方法对流固耦合管道系统进行了模态分析,并将其用于轴流泵的汽蚀共振分析,从而提出了水泵汽蚀监测的振动分析法。

优质樱桃番茄高效水氮耦合管理

【目的】水分和氮素是限制作物产量和品质的最重要因素,合理的水肥管理是农业生产高产高效的关键。结合同位素技术研究最优水氮耦合模式,为樱桃番茄生产中合理灌水和施氮,提高番茄果实品质及水分利用效率(WUE)提供科学依据。【方法】以樱桃番茄品种‘千禧’为试验材料,结合稳定同位素技术进行水肥耦合盆栽试验。试验设置3个灌溉水平(W)和3个氮素水平(N),灌溉水平包括90%土壤持水量(充分供水,WH),70%土壤持水量(中度水分胁迫,WM)和50%土壤持水量(重度水分胁迫,WL);氮素水平包括高氮(0.23 g/kg,NH),中氮(0.16 g/kg,NM)和低氮(0.08 g/kg,NL)。试验采用完全随机设计,共9个处理。在灌溉施肥处理60天后收获,分析测定了植株不同部位的生物量及碳、氮、氧同位素含量。【结果】在WH和WM条件下,增加氮素用量使番茄地上部干物质量和叶面积显著增加,增幅分别为19.8%~45.4%和29.4%~106.8%;相同氮素水平下,WH和WM的地上部干物质量和叶面积比WL分别增加24.7%~83.4%和17.6%~90.4%。WHNH处理干物质量和叶面积最高,WMNH处理次之,但后者耗水量低,具有最高的WUE。在WH和WM下,随着氮素用量的增加番茄植株的WUE和氮素含量同步增加。土壤水分水平下降提高了植株的WUE以及δ13C和δ18O,而WUE提高的主要原因是由于叶片气孔的优化调控,植株叶片的δ13C和δ18O可以用于表示灌溉施肥条件下长时间尺度上的WUE信息。WLNM处理提高番茄的糖分含量,而WHNM处理能降低番茄的有机酸含量,从而使番茄口感更好,提高番茄品质。【结论】中度水分胁迫和高氮处理(WMNH)能在促进番茄生长和提高氮素吸收和利用效率的同时减少水分用量,提高番茄的水分利用效率,为本试验的最优水氮耦合处理。

建立流固耦合管路系统数学模型的一种方法

本文分析了流固耦合状态下复杂管系振动的特点,提出了用广义复模态理论建立结构模型和用频率相关摩擦模型建立流体模型的基本方法,引入元素组合技术在复域建立流固耦合模型,在研究结构振动引起的流体特征畸变、管系振动的监测、调节、预测以及系统故障诊断等方面,该模型具有较好的实用性。

刚柔耦合管道机器人管道通过性分析及验证

针对目前管道机器人对复杂管道连续作业不理想的问题,提出一种新型刚柔耦合机器人。机器人采用首尾扩张机构与中间弹簧驱动机构配合工作的步进式前进工作方式,而且通过弹簧机构的柔性可以更好的适应管道变化;通过设计的机器人提出了一种新的管道通过模式,并根据机器人受力情况、运动特性以及管道受力分析,从多方面分析管道机器人通过管道时的影响因素,得出一种不仅能够适应复杂变化的管道,而且可以实现对不同曲率半径管道探测的机器人;最后对机器人进行实验研究以及验证。

管道结构垂向——侧向耦合管土作用机理性试验研究

钢制悬链线式立管的触地段与海床会发生频繁的相互作用,对管道的安全性影响很大。首先探索干土环境下管土作用的机理有助于更好地理解真实海况下管道—湿土作用规律。试验测试是研究管土作用最可信最直接的手段。进行了垂向及侧向管土作用机理性试验,根据土体抗剪强度验证了试验中相互作用机理与管道尺寸的无关性。研究了不同运动速度对土体反力的影响,发现运动速度对垂向及侧向管土作用均存在一定的放大效应,而垂向低速工况下放大效应不明显;接着分别研究了垂向与侧向管土作用的规律,分析了土体反力变化的成因,最后针对管土垂向—侧向的耦合效应进行研究,发现不同的垂向深度会极大地影响侧向管土作用。为后续的管道—含水土体相互作用试验奠定基础,也可为陆上管土作用相关研究提供参考与建议。

用光电耦合管作隔离的交流220伏定时供电控制器

本交流220伏定时供电器可满足工业生产中需精确定时供电的需要,具有电路简单、工作可靠等特点。电路采用555时基电路组成开机延时电路,以控制电耦合器件MOC3401的开通。 定时供电器的手控件——开机延时电路如图1所示。它由—555时基电路、二极管D、电阻器R及电容器C_1与C_2组成。此电路接通电源时,由于时基电路的⑥脚和②脚为低电平,其输出端③脚为高电平。这时,电源V_(cc)经电阻器R、电容器C_2至地构成通路,并对电容器C_2充电。当电容器C_2,即时基电路的⑥脚和②脚的电平充至2/3V_(cc)时,时基电路的输出端③脚翻转。

流固耦合管道固有频率及参数灵敏度分析

根据哈密顿原理推导出了输流管道的横向振动方程,采用伽辽金法对该方程进行离散获得了管道系统的频率方程,并求出了前4阶临界流速、临界压强以及临界简支长度的计算公式。分析了流速、液体压强和简支长度对固有频率以及压强、简支长度对临界流速的影响。最后进行了固有频率对流速、液体压强等参数的灵敏度分析。研究结果表明:1)与简支长度对固有频率的影响来比,流速、液体压强对固有频率的影响要小;2)固有频率对流速的1阶灵敏度要高于固有频率对液体压强的1阶灵敏度。

生理参数条件下传输性负载对流固耦合管道流场的影响

为了揭示人体血管中流体-固体-负载之间的耦合关系,通过理论推导和双向流固耦合的方法,建立了一个完备的人体血液循环系统模型,推导了血压振幅的理论解.改变出口条件和管壁弹性模量,共计算了8个算例.模型成功模拟了压力波传播的现象,压力与生理实际符合.结果表明:人体生理循环系统中血压的振幅由压力波传播性质决定,血管内压力的模拟结果与理论解相互吻合,负载在流固耦合系统中会产生二次压力波,压力波和负载为血管的力学模型中需要考虑的2个重要因素.

考虑快速变负荷和灵活性供需匹配的耦合系统优化调度

可再生能源与快速变负荷改造的火电机组在同一并网点对外形成耦合系统,是提升沙漠、戈壁、荒漠等灵活性发电资源缺乏而可再生能源比例较高地区灵活性的有效手段。为了挖掘火电机组改造后的耦合系统经济性与灵活性,文中提出一种风光火耦合系统多目标优化调度方法。首先,根据实际测算的火电机组灵活性改造后的运行煤耗数据,拟合了机组爬坡过程的煤耗计算公式,并分析了火电快速变负荷能力提高对耦合系统经济性和灵活性的影响。在此基础上,将日综合运行收益与灵活性供需匹配度作为目标函数,考虑包括阶梯式爬坡率在内的系统运行约束,构建多目标优化调度模型。通过在优化算法中使用分组关联多项式变异算子,提高了算法对维度较高、约束较复杂的电力系统多目标优化调度问题的求解能力。最后,以某地区耦合系统为例进行了优化调度仿真。结果表明,文中所述方法能够获得综合经济性与灵活性相对更优的耦合系统优化调度方案。

考虑设备能耗耦合的制造价值流诊断与评价研究

针对传统设备能耗计算不考虑加工-物流耦合过程的问题,提出一种考虑设备能耗耦合过程的制造价值流诊断与评价体系,该体系包括诊断和评价两部分。首先,在诊断部分,提出一种融入工艺操作能耗和设备耦合过程能耗计算的新型能量价值流图(E-VSM,Energy-Value Stream Mapping)绘制和分析方法,通过该方法不仅对设备层面进行详细的划分,还解决了加工-物流能耗耦合过程的问题。其次,从能源节约的角度,提出一种精益改善项目的评价方法,构建精益能耗计算(LIECC,Lean Improvement Energy Consumption Calculation)框架模型,通过该模型可以计算生产设备的各种能耗,并且定义了一种面向设备生产的能耗评估方法,进而评价企业实施精益改善项目的能源节约效果。最后,基于提出的制造价值流诊断与评价体系对某公司连接件产品进行价值流诊断和评价,能够降低车间设备30%以上的能耗,表明了该方法对降低制造能耗具有显著的效果。