Temperature Drop of Molten Metals in Open Channels

The temperature drop of molten metal flowing in open channels is numerically determined. Rectangular, trapezoidal and triangular geometries are considered. The overall heat transfer coefficients for the bottom, side walls and free surface of the channel have been taken from the literature. For each geometry, the volumetric flow rate, mean residence time and temperature drop as a function of the channel inclination angle were determined. The rectangular and trapezoidal geometries present the smallest temperature drops, while the triangular geometry presents the greatest temperature drop. The factors that most affect this drop are the value of the free surface area of the channel, and the average residence time of the molten metal in the channel.

非均匀散粒粗糙床面明渠水流流速结构PIV试验研究

鉴于床面非均匀散粒粗糙直接影响明渠水流的流速结构问题,基于PIV水槽试验,研究了非均匀散粒粗糙床面明渠水流的流速结构,探讨了水流时均流速沿流向和沿垂线的分布规律,分析了脉动流速的象限分布特征。结果表明,梅花形排列的大尺度非均匀散粒粗糙显著影响了颗粒顶部以下的水流结构,大、小颗粒周围时均流速结构相似,颗粒大小明显影响了流动分离区形状尺度和内外层流体分界点位置;象限分析显示外层流体中,大颗粒使其上方区域Q2、Q4事件的概率减小;内层流体中Q1、Q3事件占主导,颗粒上游及大颗粒附近相比下游及小颗粒附近更易产生强紊流事件。

塔里木灌区多泥沙明渠测流设备比测与精度分析

为探究新疆塔里木灌区含沙水流对测流设备精度的影响,选取灌区测流条件较好且具有代表性的明渠水流为研究对象,以电磁流量计为基准,在室内明渠水槽测试了时差法超声流量计、旋桨式流速仪、多普勒流速仪,在不同含沙量(最大含沙量55 kg/m^(3),塔里木灌区明渠天然沙,中值粒径0.034 mm)下的测流精度.结果表明:在含沙量范围内测流平均意义上,时差法超声流量计在含沙量S≤33 kg/m^(3)下测流误差为-0.66%~7.92%,符合明渠量水误差规范要求,能够满足塔里木灌区最高含沙量(29 kg/m^(3))下的量水精度;旋桨式流速仪在低流速下测量结果偏低,随着含沙量的增大其测量结果逐渐偏大,误差最大达93%;多普勒流速仪在低含沙量下测量结果比清水条件下更精准,但高含沙量下测量误差较高,达140%~190%.研究结果可为塔里木灌区明渠测流设备选用提供借鉴,继而促进推广与应用.

明渠含沙水流流量测量精度分析——以超声时差法测流为例

水流中泥沙的存在对流量测量精度的影响一直是水力学的重要问题。本文以超声时差法测流方法为例,在室内明渠水槽中开展了不同含沙量(最大含沙量27 kg·m^(-3),宁夏引黄灌区天然沙,中值粒径0.015 mm)对流量测量精度的影响测试研究,以电磁流量计及巴歇尔槽测量值为基准,对比了超声时差法在不同含沙量下的流量测量偏差,分析了含沙量对其流量测量精度的影响。结果表明:在含沙条件下,超声时差法的流量测量值总体偏大,且偏差量随含沙量增大呈增大趋势。多声路箱式超声时差流量计受含沙量影响相对较小,在本文泥沙粒径、含沙量范围内平均意义上流量测量偏差在7%;单声路超声时差流量计受含沙量影响较大,在本文测验环境下其在含沙量较高时测量值偏大300%~500%,基本处于失效状态。

变时步的特征线法计算复杂输水系统的水力过渡过程

建立了明渠—管道—明渠复杂输水系统的瞬变流计算模型.与以往不同,在用特征线法进行数值计算时,对管道和明渠分别采用不同的时间步长,用线性插值法处理明渠与管道相接处的内边界.这种变时步的处理方法与采用相同时步的方法相比,具有计算量小、易于编程的优点,能够更好地模拟实际工程中的水力过渡过程.

明渠均匀流Q结构分布及运动特性

为了解明渠均匀流湍流Q结构(Quadrant events)第一象限事件(Q1)、第二象限事件(Q2)、第三象限事件(Q3)和第四象限事件(Q4)的时均与瞬态运动特性,使用高频粒子成像测速系统对3种明渠湍流二维瞬时流速矢量场进行测量,统计分析明渠湍流脉动流速场中Q结构的雷诺应力、发生频率、占据测量区域面积率以及Q结构与涡结构运动关系。结果表明:Q1与Q3结构时均特性相似,具有发生频率低、面积占据量少、负瞬时脉动动量通量小等特点;而Q2与Q4结构时均特性与之相反,且Q4结构发生频率沿水深增加而逐渐增多至0.8H附近达到最大,Q2结构发生频率在壁面区域为最大,沿水深增加而减小。明渠瞬态运动特性主要表现为水面区造成Q4结构向下运动,挤压、推进、爬升床面区的Q2结构伴随其自身形变的瞬态发展过程。

天线校准误差建模及对开环波束赋形技术的影响

时分双工系统中上下行无线信道具有互易性,使得基站可以利用获得的上行信道信息实施开环波束赋形技术。但是基站天线口与基带处理模块之间的射频通道并不对称,在进行校准后由于硬件精度所限会有天线校准误差。为此,根据实测数据对天线校准误差进行建模,通过仿真得出,射频通道校准幅度误差标准差在1dB、角度误差在20°以内时,开环波束赋形技术在误码率为10-5时性能损失小于1dB。并由此给出了对天线校准误差的要求。

综合航电开放式软件设计技术

综合航电开放式软件设计技术是新一代航电系统支持平台机载实时容错分布式计算机系统的重点,它的设计直接或间接地关系到新一代综合航电系统的性能和成本。针对先进综合航电系统的特点、性能要求,对目前机载计算机软件系统存在的可靠性、安全性低,不易移植,成本高,层次分割不清晰,功能独立性差,对系统容错支持能力弱等缺陷,提出了"三层栈结构"的软件设计新思想,通过标准接口(物理接口和逻辑接口)使得层与层、模块与模块之间得以分开,实现了功能模块化、软硬件隔离性、软件的再利用性、可剪裁性、易维护性,以适应不断增长的航空电子系统任务能力需求,为新一代航电系统支持平台机载实时容错分布式计算机系统的开发、研制提供了可靠的保证。

基于多通道观测量精确定时的算法及实现

为了提高卫星导航系统中的定时精度,在研究利用伪距方程解算来获得钟差以进行接收机时间调整的传统定时方法的基础上,提出了利用多通道信息在最大似然准则下,进行最佳估计接收机时钟钟差的算法,并在时间调整过程中实现了闭环调整接收机秒脉冲(1 PPS)的输出。对算法及闭环调整方式在ARM+FPGA的硬件平台上进行了初步实现,对算法的性能进行了仿真。仿真结果表明,最大似然估计算法对进一步提高卫星导航系统中的定时精度有明显的改善。针对开环和闭环调整两种情况,也进行了仿真分析,得出闭环调整能够有效克服接收机时钟向同一方向漂移的问题。

密排粗糙床面明渠水流的流速结构

密排粗糙床面在江河治理工程措施中应用广泛,采用不同直径d的圆形玻璃珠制作了3种密排加糙床面,基于光滑床面和密排加糙床面的8组PIV水槽明渠均匀紊流试验资料,研究床面粗糙对明渠水流流速结构的影响规律。结果表明,密排加糙床面明渠紊流的理论床面位置约在颗粒顶部以下0.15d处;粘性底层以外区域的纵向时均流速垂线分布满足对数公式,卡门常数κ=0.4,积分常数A=9.6~11.8,且A随粗糙雷诺数Re_*呈幂函数递增变化;床面加糙对内区流速的影响大于外区。脉动流速u、v的空间自相关系数C_(uu)、C_(vv)为正值,空间互相关系数C_(uv)、C_(vu)为负值,C_(uu)云图分布大体呈水平略向上倾斜的椭圆形,C_(vv)云图分布大致呈圆形,C_(uv)、C_(vu)的云图分布总体均呈第2、4象限倾斜的椭圆。流量Q增大后,C_(uu)分布椭圆形状变得细长,C_(vv)分布与圆形更为接近,C_(uv)、C_(vu)分布椭圆长轴与水平轴的倾角均减小;床面加糙对C_(uu)影响较小,而对C_(vv)、C_(uv)、C_(vu)的影响较大,加糙后C_(vv)、C_(uv)、C_(vu)绝对值总体减小,空间相关性减弱。

新型K_(ATP)开放剂iptakalim对人肺动脉平滑肌K_(ATP)通道mRNA表达的影响

目的研究新型KATP开放剂iptakalim对原代培养人肺动脉平滑肌细胞KATP通道亚基SUR2B／Kit6．1 mRNA表达的影响，以探讨iptakalim治疗肺动脉高压的分子生物学机制。方法分离人手术标本正常肺组织3～4级肺小动脉，原代培养人肺动脉平滑肌细胞。正常组不予干预，试验组分别加入内皮素-1（ET-1）、ET-1＋不同浓度iptakalim或Glyburide等孵育24h。以Trizol法抽提总RNA，逆转录为cDNA，以实时荧光定量逆转录聚合酶链反应（RQ-RT—PCR）法检测各组细胞KATP通道mRNA表达量。结果 ET-1组SUR2B mRNA的表达量较正常组明显减少。iptakalim呈浓度依赖性拮抗ET-1作用，提高SUR2B mRNA表达量。Glyburide呈浓度依赖性拮抗iptakalim作用，减少SUR2B mRNA表达量。各组Kir6．1 mRNA表达量无统计学差异。结论新型KATP开放剂iptakalim呈浓度依赖性增加原代培养人肺动脉平滑肌细胞KATP通道mRNA表达量，可能成为较有前途治疗肺动脉高压的有效药物。

黄河沙坡头水利枢纽导流明渠的消能布置

黄河沙坡头水利枢纽导流明渠下游的消能型式由物理模型试验所得 ,是一项在低佛氏数条件下的二级消能方法的成功实践。在明渠出口处采用二级消能方法 ,同时结合扩散消能措施 ,有效地解决了明渠水流的消能问题 ,使明渠水流与下游河道得以很好地衔接 ,同时 。

新型K_(ATP)开放剂埃他卡林对慢性低氧诱导大鼠体内肺动脉平滑肌K_(ATP)通道mRNA表达变化的影响

目的研究慢性低氧对大鼠肺动脉平滑肌KATP通道mRNA表达的影响及新型KATP开放剂埃他卡林(Iptakalim,IPT)的作用。方法将清洁级SD大鼠30只随机分成对照组、低氧组、IPT组,每组10只。将低氧组与IPT组放入常压低氧舱制备动物模型;采用右心导管测量大鼠肺动脉压;用实时荧光定量PCR检测(Real time PCR)技术分析各组肺动脉平滑肌KATP通道Kir6.1与SUR2B mRNA表达。结果低氧组大鼠肺动脉平均压高于对照组和IPT组(P<0.05),低氧组SUR2B亚基mRNA水平低于对照组(P<0.05),IPT可逆转慢性低氧对SUR2B的作用,各组Kir6.1亚基mRNA表达水平无差异(P>0.05)。结论慢性缺氧导致大鼠肺动脉平滑肌KATP通道SUR2B mRNA表达减少,IPT能拮抗慢性缺氧对KATP通道SUR2B mRNA基因表达的抑制作用。

一次性可扩张通道辅助下微创与传统后路开放手术治疗单节段腰椎间盘突出症疗效比较

目的探讨一次性可扩张通道辅助下微创与传统后路开放手术治疗单节段腰椎间盘突出症的临床疗效。方法选择2015年1月至2020年1月新乡市第一人民医院收治的单节段腰椎间盘突出症患者180例为研究对象,根据手术方法不同将患者分为对照组和观察组,每组90例。对照组患者行传统后路开放手术,观察组患者行一次性可扩张通道辅助下微创。记录2组患者的手术时间、术中出血量、术中X线透视次数及术后至可下床时间。分别于术前、术后3 d、术后6个月采用视觉模拟评分(VAS)评估2组患者腰腿疼痛程度。分别于术前、术后14 d、术后6个月采用Oswestry功能障碍指数(ODI)评估2组患者腰腿功能障碍情况。术后6个月采用腰椎CT冠状位和矢状位重建方法评估2组患者腰椎融合情况。结果2组患者的手术时间、术中X线透视次数比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组患者的术中出血量、术后至可下床时间均显著低于对照组(P<0.05)。术后3 d及术后6个月,2组患者的VAS评分均显著低于术前(P<0.05);术后6个月,2组患者的VAS评分均显著低于术后3 d(P<0.05);术前及术后6个月,2组患者的VAS评分比较差异无统计学意义(P>0.05);术后3 d,观察组患者的VAS评分显著低于对照组(P<0.05)。术后14 d及术后6个月,2组患者的ODI评分均显著低于术前(P<0.05);术后6个月,2组患者的ODI评分均显著低于术后14 d(P<0.05);术前及术后6个月,2组患者的ODI评分比较差异无统计学意义(P>0.05);术后14 d,观察组患者的ODI评分显著低于对照组(P<0.05)。术后6个月,对照组和观察组患者腰椎椎体间骨性融合率分别为86.67%(78/90)和88.89%(80/90);2组患者术后6个月的骨性融合率比较差异无统计学意义(χ^(2)=0.230,P>0.05)。结论一次性可扩张通道辅助下微创与传统后路开放手术治疗单节段腰椎间盘突出症均可以明显减轻患者腰腿疼痛和腰腿功能障碍症状,但一次性可扩张通道辅助下微创在术后早期对患者疼痛的缓解要优于传统后路开放手术,且患者创伤小,术后可下床时间早。

明渠恒定非均匀流渠道流量实时监测方法研究与探讨

阐述了明渠恒定均匀流与非均匀流的特点及流量计算的水力学原理,分析了目前明渠流量监测存在的诸多问题。将明渠恒定非均匀流渠道水位变化的基本微分方程,改写为可方便计算的差分方程。提出了利用现代技术手段先实时监测出明渠恒定非均匀流测流渠段的二个水位值,再自动利用计算机借助差分方程同步计算出测流渠段的瞬时流量和累积水量。经实际应用证明该方法自动化实时性强、设备费用低、测流精度高。

明渠恒定均匀流机械能损失构成分析

明渠水流机械能损失的确定是水力学乃至工程流体力学中的重要内容。从明渠均质不可压缩液体恒定总流出发,以流体力学中黏性流体运动数学模型为基础,本质上揭示了机械能损失的构成和相互转化关系。成果表明:矩形明渠均匀流紊流的机械能损失由时均流速梯度引起的损失与紊动能耗散引起的损失组成,当雷诺数较小时,时均流速梯度引起的损失是机械能损失的主要来源,而雷诺数较大时,紊动能耗散引起的损失是机械能损失的主要来源。在宽浅明渠中,雷诺数约为9.5×103时,均流速梯度引起的损失和紊动能耗散引起的损失相等。

CORBA中间件在分布式飞行控制中的应用

针对无人直升机可重配分布式控制对软件平台的要求,借鉴操作系统与应用软件之间的中间件技术,利用实时CORBA的ORB技术、虚拟资源网和实时事件服务机制构建无人直升机分布式控制系统软件平台。虚拟资源网可使控制组件网络化,每个组件有唯一地址,网络中的其它资源不需要知道它的确切位置,只根据网络资源名就可以访问它。实时事件服务可使各控制组件快速、有效地通信,并且使组件设计时结构解耦,事件通道在事件提供者和事件消费者之间建立中介,有利于系统硬件的改进及软件组件的重配。应用仿真实例说明这种软件平台能有效、方便、快捷地实现分布式控制系统。

天然挺水植物明渠三维紊流特性研究

以天然挺水植物茭草、芦苇、水葱及模拟植物PVC管为试验材料并种植于大结构混凝土明渠中,研究其在流量及种植密度相同条件下明渠中水流的三维时均流速、脉动强度及雷诺切应力的分布特点。结果表明,明渠水流流速垂线更符合抛物线分布;天然挺水植物之间、天然挺水植物与PVC管间的时均流速分布相差较大,难以用一种分布模式描述;含挺水植物水流紊流特性表现出明显的各向异性;紊动强度与植物的生长形态及柔韧性密切相关;除水葱外,芦苇、茭草及PVC管的雷诺切应力-ρu′zu′x基本接近;相比天然挺水植物PVC管对水流切应力-ρu′yu′z影响最为显著;切应力-ρu′xu′y垂线分布于相对水深0.5处出现极值,总体呈ε形状。

光滑壁面明渠水流的三维格子玻耳兹曼模拟

明渠水流与泥沙运动、河床演变等问题密切相关,明渠水流特征的研究对于揭示明渠水流作用下的泥沙运动机理具有十分重要的意义.为此,应用新型数值模拟方法三维格子玻耳兹曼方法对明渠均匀流进行了研究.首先介绍了格子玻耳兹曼方法的理论基础、边界条件处理以及流动的驱动方式,接着分别模拟了明渠层流和光滑壁面紊流的近底水流运动.结果表明,得到的明渠层流流速和切应力分布与解析解吻合较好,同时较好地反映了光滑壁面明渠紊流的流速分区结构、紊动特性和阻力规律,从而说明格子玻耳兹曼方法在明渠水流模拟中具有较好的适用性,为进一步采用该方法研究明渠流近底泥沙颗粒运动机理奠定了基础.

基于混沌理论的明渠湍流速度特征

为了揭示湍流运动的混沌特征规律,选择明渠水槽试验,采用ADV测量沿程衰减的湍流速度场,结合混沌理论,对湍流速度时间序列进行相空间重构,计算对应的混沌特征参数(延迟时间、关联维度、Lyapunov指数、Kolmogrov熵),探究明渠湍流速度混沌特征。分析结果表明:明渠湍流具有混沌特征;安装湍流控制板后,沿水深向上方向和水流方向,湍流的混沌特性不断减弱;进一步通过与湍流统计平均参数比较表明,混沌特征参数的强弱能够反映出湍流涡结构在空间耗散和消亡的变化规律。