高密度立交出入口车辆纵向运行特性

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明:入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升-平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。

液晶偏振体光栅及其在增强现实波导显示中的应用

液晶偏振体光栅是一种基于几何相位的布拉格光栅,具有偏振选择性强、衍射效率高、衍射角大以及制备工艺简单等优点,在增强现实系统中具有潜在的应用前景。本文详细介绍了液晶偏振体光栅的工作原理和光学特性,并对其近年来的研究进展进行了总结。重点讨论了液晶偏振体光栅在解决增强现实波导显示中各种关键性问题的研究,展望了其在增强现实波导显示中的应用前景。最后,总结了目前液晶偏振体光栅应用于波导显示领域存在的问题和发展趋势。

基于自主作业的农业机械动态路径规划方法研究

针对无人农场中农机从下田点到初始作业位置以及从终止作业位置到下田点的自主行驶需求,提出了基于自主作业的农业机械动态路径规划方法。该方法将农机行驶路径明确划分为工作路径和非工作路径,并深入阐述了非工作路径中进入路径和退出路径的生成原理。为验证该方法的可行性,选取了4个典型的凸多边形地块进行了实际测试。实验结果表明,所规划的路径完全满足农机自主进入和退出地块的要求,确保了农机在无人农场中的高效、自主作业。

盾构超近距斜交上跨既有隧道的数值与实测分析

为研究盾构超近距斜交上跨施工对既有隧道的影响,以郑州地铁7号线上跨4号线工程为对象,利用数值模拟研究盾构上跨斜穿时既有隧道的应力分布和变形规律,分析不同土仓压力和注浆压力下既有隧道的变形特征,并结合现场实测数据验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明:上跨穿越时既有隧道快速上浮,过交叉点15m后受开挖的影响逐渐消失;提高注浆压力和土仓压力能有效控制既有隧道上浮,但土仓压力提升对既有隧道上浮的控制效果要弱于注浆压力的提升;上跨穿越施工时,实测既有隧道的变形规律与数值模拟结果基本一致,研究结果可为后续类似工程顺利实施提供指导及借鉴。

轴流泵出口能量分布特性与测定

试验发现，用常规方法测定的轴流泵出口能量偏小。为揭示其原因，用五孔探针测定轴流泵出口流场，结果表明，出流具有较大的周向流速，断面轴向流速分布很不均匀，各点单位势能不等，出水管内为螺旋流动，属急变流，简要分析了它的形成机理，并给出了用常规方法测定轴流泵出口能量的修正方法。

前置导叶对叶栅出口涡系的影响

详细测量了平行进口端壁附面层与设前导叶两种进口条件下某涡轮叶栅的出口流场。测量结果表明 ,两种情况下在叶栅出口形成了类似的涡系结构 ,但是条件不同涡系形成的机制不同。此外 ,损失的大小与分布也发生了变化。

不同冲角下弯曲扩压叶栅出口流场的实验研究

本文在不同冲角下对直叶片、正倾斜叶片、正弯曲叶片和Ｓ型叶片组成的四种平面扩压时栅的出口流场进行了详细的实验研究。通过与常规直叶栅的对比，分析了正倾斜叶栅降低根区二次流损失的原因，阐述了正弯曲叶栅在正冲角下改善叶栅两端区流动状况，降低能量损失的机理和Ｓ型叶栅降低根区损失、总损失系数对冲角变化不敏感的原因。结果表明，扩压叶栅中采用正弯曲叶片在一定条件下是可行的。

混合励磁轴向磁场磁通切换电机弱磁控制

混合励磁轴向磁场磁通切换电机(hybrid excited axialfield flux-switching machine,HEAFFSM)结合了磁通切换电机和混合励磁同步电机的优点。为了研究HEAFFSM在低速区和高速区的运行性能,该文分析了HEAFFSM的结构特性、磁场调节机理及电感特性,并推导了它的数学模型。基于矢量控制方法,建立了HEAFFSM驱动系统。在低速区,提出了一种保持id=0仅采用if进行增磁的控制策略,并采用该控制策略研究了HEAFFSM的低速区特性;在高速区,提出了一种基于电压差判断弱磁时刻的弱磁控制策略,并采用所提出的控制策略研究了HEAFFSM的弱磁特性。仿真与实验结果表明,在低速区,id=0控制可以充分利用HEAFFSM的输出转矩,HEAFFSM带载能力较强;在高速区,相对基于转速判断弱磁时刻的弱磁控制策略,该文所提出的弱磁策略可以充分利用逆变器的输出电压,拓宽HEAFFSM调速范围,因此HEAFFSM比较适合作为轮毂电机用作电动汽车的驱动。

一种测量跨声速多级压气机转子出口二维流场的方法

为了获得小型压气机设计所急需的关键流场信息,发展了一种基于圆柱单孔高频压力探针测量小型轴流压气机级间动态流场的测量方法。该探针测量原理基于圆柱绕流特性,借助高速锁相采集技术,利用旋转探针多角度法实现级间动态流场测量。采用插值和拟合对测量的数据进行处理,从而获得级间二维定常流场。误差分析表明,该探针测量精度较高,偏转角误差小于1.8°,马赫数、总压和静压的极限误差分别为3.4%,0.94%和3%。将该高频探针应用于某小型跨声速3级轴流压气机,测量结果表明:85%叶高至机匣范围内,总压和马赫数明显要比叶根低得多,气流出现明显过转。这些测量结果为优化该压气机级间匹配指明了方向,验证了该高频压力探针测试技术的工程应用价值。

旋风分离器排气管内流动分析及减阻机理

利用激光多普勒测速仪(LDV)对旋风分离器排气管内流场进行了全面系统的测量,发现气流的高速旋转、回流区的存在及湍流脉动是排气管内产生流动阻力损失的重要原因.安装减阻杆改变了排气管内流场分布规律,使旋转动能降低、回流区消失以及湍流脉动减弱,从而降低了排气管内流动阻力损失.减阻杆迎风截面宽度越大,绕流边缘越尖锐,排气管内切向速度就越小,轴向速度分布越均匀,分离器的减阻幅度也越大.

环型扩压叶栅中应用弯曲叶片的研究

在环型扩压叶栅实验风洞上进行了弯曲叶栅出口测量实验 ,研究了零冲角附近下常规直叶栅、正倾斜叶栅、正弯曲叶栅、S型叶栅对出口总压损失分布情况和二次流速度矢量的影响并进行了分析。

颗粒粒径对旋流燃烧器出口流场作用的实验研究

经由燃烧器送入锅炉炉膛的煤粉具有一定的粒度分布,并常发生变化,了解粒径对燃烧器出口流场的作用,对设计和运行燃烧设备有重要意义。在旋流燃烧器的冷态实验台上,观察固体的浓度分布,并且使用激光粒子成像测速仪(PIV)测量了不同示踪粒子粒径下燃烧器出口速度场。试验结果表明,颗粒粒径可以明显地影响燃烧器出口流场特性,小颗粒对应的浓度场湍动度大,一次风中的颗粒容易被二次风卷吸而后向外扩散。随着颗粒粒径加大,颗粒受到旋流二次风的作用减弱,相反主流气流受颗粒径向运动的干扰增强,旋流强度减弱,中心回流区向下游推移,主流气流卷吸炉膛烟气的能力减弱。颗粒粒径增大时,同一出口平行截面的气体轴向和径向速度均有所增加,对轴向速度的变化作用较对径向速度的强,在试验范围内射流扩展角基本不变。

深厚覆盖层中弱透水层特性对渗流场的影响

中国西部地区的深厚覆盖层坝基中常存在弱透水层,对坝基渗流场有一定影响。基于非饱和土渗流理论,借助有限元软件Seep/w建立数值模型,得出渗流量和出逸坡降,并结合2个实际工程分析弱透水层深度、厚度、连续性对渗流场的影响。结果表明,采用悬挂式防渗墙或无防渗墙时,深度越小的弱透水层控渗效果越佳;深度越大的弱透水层与防渗墙形成的半封闭式联合防渗体系,越能有效控制渗流量和抑制出逸坡降。渗流量和出逸坡降都随着弱透水层厚度的增大而降低;弱透水层厚度及连续性对采用半封闭式防渗墙控渗时的渗流场影响最大,悬挂式防渗墙次之,全封闭式防渗墙最小。渗流量和出逸坡降随上游、底端开口长度的增加而增大;渗流量随下游开口长度的增加而增大,但出逸坡降随下游开口长度的增加呈先增大后减小的趋势。弱透水层的连续性对渗流场影响较小。采用半封闭式防渗墙时,渗流量和出逸坡降从高到低排序为底端开口、上游开口、下游开口。采用全封闭式防渗墙时,防渗墙承担主要的控渗任务,弱透水层的深度、厚度、连续性对渗流场的影响极小。

反弯曲扩压时栅降低二次流损失的实验研究

Detailed experimental investigation has been performed with negative curved blade compressor cascade. The cascade exit flow field, the static pressure on blade surfaces and endwalls were surveyed at five incidences, and the flow visualization was carried out at zero incidence.The experimental results show that using negative curved blade the cascade aerodynamic characteristics can be improved, the secondary loss reduced, the field of static pressure reorganized and good flow field structure established.

双出口房间人群疏散的出口选择行为

采用基于背景场的元胞自动机模型研究双出口房间的人群疏散.为了刻画行人的出口选择行为,引入了衰减背景场,其中考虑了出口处拥堵的影响.出口区域内人数的变化导致衰减背景场随之动态改变.在疏散过程中,行人根据变化的背景场来选择出口.数值模拟结果显示,在衰减背景场的作用下,多数行人选择大出口,少数行人选择小出口.从两个出口离开的人群几乎同时完成疏散,因此疏散时间明显缩短,两个出口都得到了有效利用.背景场衰减系数可以作为衡量行人对出口拥堵状况变化敏感程度的标志,但衰减系数并非越大越好.当衰减系数较大时,会出现振荡流并导致疏散时间变长.确定了临界衰减系数,当衰减系数取临界值时,疏散时间最短,出口利用率最大.模拟结果表明,采用衰减背景场可以很好地描述多出口人群疏散的出口选择行为.

基于TDLAS技术的燃烧室出口温度场测量

为验证可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,在航空发动机燃烧室燃烧流场测量领域的适用性,以自主设计的高温升模型燃烧室为研究对象,结合多光路正交布网的测量方法,对燃烧室出口的燃气温度进行测量,并利用层析算法实现测量截面的二维分布重建,同时采用固定的温度探针进行测量与对比验证。结果表明,采用TDLAS结合层析重建的方法,基本能获得具有时间分辨的燃烧室出口温度分布的主要特征,可以区分高温区和低温区,但单线测量和场分布重建精度还有待于进一步提高。进一步优化该系统,可用于航空发动机燃烧室出口温度和组分浓度分布测量。

进气道布置对4气门柴油机进气门口三维流场的影响

在稳流模拟试验台上 ,利用自行研制的单独进气道、4气门柴油机试验缸盖、气门口三维流速测量装置 ,用热线风速仪测量了不同进气道布置方案下的进气门口三维流场 ,揭示了进气道的布置对 4气门柴油机进气门口三维流场影响的变化规律。进气道布置角度的变化对 4气门柴油机各气道气门口流场产生较大影响。螺旋气道布置角度的变化使螺旋气道的各速度大小、切向速度的分布及切向气道的各速度大小发生较大变化 ,且升程愈大 ,变化愈明显 ;

进气道偏置对四气门柴油机进气门口三维流场的影响

研制了四气门柴油机单独进气道、单气道中置缸盖及气门口三维流速测量装置。在稳流气道试验台上 ,利用热线风速仪测量了不同气道布置方案下的进气门出口三维流场 ,揭示了进气道偏置对四气门柴油机进气门口三维流场影响的变化规律。气道的偏置使气门口切向速度大小发生了变化 ,速度分布变化很大 ,这种影响随升程的增加而增大。

双出口教室的人群疏散建模和模拟

采用动态背景场元胞自动机模型研究了双出口教室的人群疏散.该模型将静态的障碍物分为不可穿越和可穿越两种,行人被当作移动的障碍物,因此背景场随人群的运动而变化.行人通过比较两个出口在其当前所在位置产生的背景场值来选择目标出口.通过数值模拟研究了不同出口宽度和桌椅排列下双出口教室的人群疏散过程,得到了不同位置处的疏散时间分布以及平均和最大疏散时间的变化曲线.模拟结果表明,距离因素是学生选择出口的主要因素.疏散开始时,学生倾向于进入就近的过道.疏散过程中,少数中间的学生会由于目标出口的拥堵而选择另一出口.当学生到达目标出口附近时,通常不会再选择其他出口.模拟结果与日常经验一致.该模型可以用于具有复杂内部结构、多出口房间的人群疏散模拟.