车顶绝缘子气流分布及背风面重污区面积占比分析

随着高速列车运行速度的不断提升,车顶绝缘子的气流分布也变得复杂,而气流分布与污秽沉积密切相关,且高速气流下绝缘子背风面形成重污秽区,该区域形状及面积占比直接影响绝缘子的闪络特性。为探究车顶绝缘子气流分布及背风面重污秽区域面积占比,采用欧拉双流体模型建立绝缘子积污仿真模型,计算车顶绝缘子外部流场分布,分析绝缘子表面污秽不均匀分布的成因,并且以绝缘子芯棒周向静压为基础,提出基于压力最低点和边界层分离点的背风面重污秽区面积占比计算方法,最后通过风洞试验验证此方法的有效性。研究结果表明:绝缘子周围气流速度呈现明显的分区,绝缘子后方尾流区内断面的Z向速度由“U型—W型—V型—U型”向平稳区过渡;而绝缘子前方断面的Z向速度由“U型—V型—U型”向平稳区过渡;57 m/s正向来流下绝缘子表面污秽呈不均匀分布,背风面处有类似梯形的低速积污区存在,基于压力最低点求出的重污秽区域面积占比比基于边界层分离点的对应数值略大,差值在4.43%~7.64%之间,二者结果与实验值的相对误差分别在−1.1%~−18.7%和9.5%~24.1%之间。研究结果可为优化设计车顶绝缘子结构及优化车顶装置的布局提供参考。

收尘极板背风面涡流对横向电除尘器粒子收集的影响

比较系统地研究了收尘极板的尺寸对极板背风面涡流区大小的影响以及收尘极板背风面涡流对粒子收集的影响 ,结果表明 :收尘极板背风面涡流对荷电粒子的收集具有很大的影响 。

高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应分析

电力需求的快速发展对于输电铁塔的需求量不断上升,输电铁塔形式较多,本文主要采取相应型材等构成供电铁塔的仿真性模型,以此为基础实施风洞测验,便于检验各模型的迎风面、背风面载荷系数,深入剖析背风面风负载遮挡效应存有的不足。经过运用CFD剖析明确不同类型型材所形成的塔身背风面遮挡效应的差别,希望能够对相关专业人士有所帮助。

基于温敏漆技术的圆锥高超声速大攻角绕流背风面流动结构实验研究

高超声速流动中,大攻角下圆锥背风面边界层会存在流动分离与再附、边界层转捩等多种流动现象,进而对圆锥表面温度分布产生显著的影响。为了对这一复杂流动规律及其对表面温升分布的影响进行讨论,研究基于温敏漆技术,得到了在Mach数为6的低湍流度来流条件下,攻角为10°的圆锥背风面温升分布结果。通过对不同位置、不同方位角处温升分布曲线的分析,对大攻角下圆锥背风面边界层流动发展过程及不同发展阶段的流动特征进行了讨论。同时,通过对来流总压的调节,得到了不同Reynolds数下的圆锥背风面温升分布结果,总结了Reynolds数对流动的影响规律。研究发现,高超声速大攻角圆锥背风面边界层流动发展过程中会依次出现层流分离、定常横流涡影响、转捩以及湍流分离与再附等流动特征,而在不同的Reynolds数下,各个流动特征产生影响的范围不同,随着Reynolds数的降低,层流范围和定常横流涡影响范围均有所增加,而从观察到横流影响到转捩开始发生的范围基本相同。

对通过各类房屋的风速与迎风面背风面压差风洞试验研究

本试验通过对长条形、短墙形、L形及方形等房屋模型进行风洞试验模拟,研究其各参数之间的关系。经研究发现,建筑物内部风速的大小与迎风面背风面的压强差正向相关,但其关系为一个平行四边形的范围内,这对建筑物中风荷载的设计计算有一定的参考价值。

背风面开孔结构风致内压响应研究

对于风致内压响应,之前的研究者主要关注于迎风面开孔情况的研究。本文利用伯努利方程、质量守恒定律和绝热气体状态方程推导了背风面开孔结构的内压响应方程。并通过数值算例分析了结构体积,迎、背风面外压频率,参考风速,迎风面孔隙、背风面开孔率等参数对内压响应的影响。结果表明:开孔结构内压响应的自振频率随背风面开孔率的增加逐渐增加,但增幅逐渐减小;结构体积越小,内压响应的自振频率越大;当背风面外压频率接近结构内压响应自振频率时,内压均值和均方根值达到最大值;内压的均值和均方根值基本不受迎风面外压频率的影响,而受背风面外压频率的影响较大;参考风速越大,内压的均方根值越大;随着迎风面孔隙率越大、背风面开孔率越小,内压的均值更接近于迎风面外压,反之则接近于背风面外压。

粗糙度对层板结构扰流柱换热特性影响

为了探讨精密铸造涡轮叶片内部表面粗糙度对扰流柱换热特性的影响,在冲击雷诺数Re为1×10~4~5×10~4下,数值模拟了粗糙度分别为0、10、20、30μm的典型层板结构内扰流柱表面换热系数。结果表明:粗糙度对扰流柱表面换热系数的影响主要集中在迎风面上;粗糙度增加使扰流柱表面平均换热系数增大;Re越大,粗糙度对换热系数的影响越明显,Re从1×10~4增加到5×10~4,粗糙度为30μm的平均换热系数相比于光滑扰流柱面提高了13%~134%。

对自然排烟防烟“自然条件”的可靠性分析

从自然排烟防烟的"自然条件"——热压、风压的对称性与随机事件等可能性的关系入手,应用概率理论对火灾发生时热压、风压随机现象对自然排烟的可靠度进行了分析和计算,找出了事件的规律性,最后将自然排烟防烟的自然条件的可靠度定格为50%。认为自然排烟防烟设施系统的总可靠度应为"天"、"物"、"人"三元素组成的可靠性串联系统的可靠度,而自然条件的可靠度即"天"的可靠度,只是三元素中之一,总可靠度比自然条件的可靠度要低,并就此进行了分析,得出了结论。

中继法解决再入航天器通信黑障问题优化研究

中继法是目前解决航天器再入通信黑障问题的一种可行方案,建立了背风面等离子鞘套模型,分析航天器再入俯仰角对信号在鞘套中的传输影响,并在航天器再入初始俯仰角下对比了S频段和Ka频段信号在背风面等离子鞘套的传输情况。结果表明:俯仰角越大,信号电磁波在等离子鞘套中的衰减越小;相同俯仰角下Ka频段传输性能明显优越于S频段信号,Ka频段信号相比于S频段信号,在背风面的透射率至少提高55%、衰减值至少降低33.69 dB,建议选用Ka频段信号作为中继卫星与再入航天器之间的通信频段并提出中继优化方案,为进一步解决航天器再入过程中的通信黑障问题提供思路。

林带附近的风廓线

林带防风效应是林带的主要作用。由于受测风仪器的限制,野外观测多局限于2米高度以下,因此,林带防风效应的分析也局限于这一高度内风速在水平方向的变化规律。显然难以概括林带防风效应的全貌。

风压和热压共同作用下高层建筑空气渗透计算

本文给出了在风压与热压共同作用下计算渗风量的新方法,提出了当量中和面上升高度的新概念和相应的计算公式,同时推导出了热压系数和建筑隔断系数计算公式。本方法与现行方法的区别在于能够具体考虑每一建筑物内部隔断时空气渗透的影响,解决了目前国内外渗风量计算中尚未解决的三个问题:①通过理论分析方法,并能较简单地计算建筑的热压系数;②较合理地进行风压与热压的叠加;③引入建筑隔断系数,解决了过去计算中未能考虑的建筑内部隔断对风压的影响而引起的计算上的不合理。

植物流体力学

植物离不开空气、水和阳光,而空气和水的流动性对植物的生长有着重要的影响。这样便形成了一门交叉学科——植物流体力学。最近的研究表明,植物的光合、呼吸、蒸腾作用均直接与叶面边界层的湍流特征有关。

激波诱导高速气流中液滴的初期变形

基于激波管平台和高速摄影方法对平面激波诱导高速气流中液滴的早期变形现象进行实验研究。研究发现在相近的We数或Re数下,实验参数的改变可导致液滴形态发展出现显著差异。这种差异主要体现在背风面的脊状环形突起、褶皱区以及后驻点区的凹凸形态。对刚性圆球外流的数值模拟显示,液滴变形早期形态与外流场结构和表面气动力分布之间存在鲜明的对应关系。最后采用简化理论推导出一组估测液滴早期变形的表达式。将数值模拟所得气动力数据代入计算发现:导致液滴变形的主要驱动力是液滴表面不均匀压力的挤压效应,而不是界面剪切摩擦所引起的切向流动堆积效应,前者高出后者约2个数量级;此外,采用压力作用理论计算所得液滴外形在主要变形特征和变形量级上均可与实验图像很好地吻合。

相近韦伯数条件下激波波后液滴初期变形的影响机制

以实验结合数值模拟与理论分析的方法,研究韦伯数在2 100~2 700区间内,不同组合流动参数对液滴破碎初期变形的影响与作用机制。实验中通过高速摄影捕捉到一系列具有明显差异的液滴变形模态,表明在相近韦伯数下液滴的初期变形仍受到气流速度、密度等具体流动参数的显著影响。以刚性球体替代液滴进行外流数值模拟,利用球体表面气动力分布推算出的液滴表面变形趋势与实际变形形态吻合,表明液滴的初期变形特征与外流流动分离和涡特征具有一致性。对流场和理论变形数据的分析显示,流动分离发展阶段和稳定阶段对液滴作用力以及它们所诱导的液滴变形特征存在很大差异;分离发展与液滴变形过程的特征时间之比可由气液密度比的平方根表示,它决定了液滴早期变形的基本形态。分离发展阶段所占时间比例越高,即实验中气液密度比越高,则液滴更倾向于发展出单个显著的环形突起,反之则趋于形成多个相对均衡的突起。

不同流场下钢管输电塔塔身气动力特性

根据SZ27102钢管输电塔塔身1/3高度处的典型节段截面尺寸,设计制作不同密实度和宽高比的塔身节段模型及迎风面单片桁架模型.分别在均匀层流场和均匀湍流场下开展高频测力风洞试验,获得迎风面单片桁架体型系数、背风面荷载降低系数和塔身节段体型系数等气动力参数.结果表明,高湍流度来流条件会导致单片桁架体型系数的减小以及背风面荷载降低系数的增大,从而导致2类流场下钢管塔塔身节段体型系数较接近.对于单片钢管桁架体型系数,中国规范推荐取值总体小于试验值,且当密实度较小时偏小程度较明显,建议规范考虑密实度对单片钢管桁架体型系数的影响,适当提高单片钢管桁架体型系数;对于背风面荷载降低系数,中国规范取值大于试验值,也大于英国规范取值,建议中国规范对钢管输电塔背风面荷载降低系数做部分调整.

220t/h煤粉炉省煤器频繁爆管原因分析及防治措施

对某热电厂锅炉省煤器频繁爆管事故,结合故障现象特征进行了深入的分析,找出了产生事故的主要原因是背风面磨损,并提出了相应的防治措施,效果比较理想。

厂房自然通风节能分析

工业的迅猛发展造成了能源的巨大消耗,如何节约能源已成为各国的重点研究课题。充分、合理地利用自然通风是一种既经济又有效的节能措施,它不消耗动力即可达到良好的通风换气效果,能够应用于工业建筑的全面通风及某些热设备的局部排气系统。

贵州武陵山区柑橘产业发展现状及建议

贵州武陵山区是武陵山脉由东北走向延伸的区域。包括铜仁的大部分地区和遵义的小部分地区,属于中亚热带气候类型,年平均气温为15.8~18.2℃,≥10℃年有效积温5000~5600℃,年平均降水量在1000~1500 mm。另外,受武陵山脉的影响,使背风面（西部）的热量条件比迎风面（东部）要好,因此,该地区适合多种柑橘品种,特别是抗寒能力较强的品种发展。但近年来,

形体与色彩的交响曲——阿联酋馆

采访者:提到阿联酋馆,第一感觉是它的形体和外部材料很特别,形体翻转流动,建筑在不同的光照条件下反射出不同的色彩,就像此起彼伏的乐章演奏一首颇具热带沙漠风情的交响曲。这一设计理念的形成过程是怎样的?

加罩对地温的影响及其改进

一、问题的发现秦安站系3次观测夜间不守班站。我们在1990年6—8月的地面观测中发现,有雷阵雨的夜间,当地面温度表加盖地温罩后,地面最低温度均高于百叶箱最低温度(表1)。