基于CPFD的煤粉给料罐结构优化数值模拟研究

针对气化炉的煤粉给料罐中气固两相流态化输送过程的时空迁移规律,以气固两相流数学模型和CPFD方法为基础,借助数值模拟软件Barracuda,对给料罐进行建模和流体力学计算,探讨了煤粉颗粒固相流动特征,考察了给料罐出口速度分布特征。同事对于给料罐的输送管线结构的影响进行了探讨和优化,为生产装置的技术改造的可行性提供了理论评判依据。

基于金属应变计的便携式血管阻断拉力仪

在生物、医学研究采用两血管阻断法(2-VO)建立脑缺血模型过程中,由于对动脉的非量化结扎,导致模型建立的重复性较差,组内个体差异较大且死亡率较高.本文以金属应变计为核心元件设计了血管阻断拉力仪,实现对结扎力的量化检测.从体外、体内两个层面以及体内的细胞分子水平、组织器官水平和整体水平进行生物学实验验证.结果表明:该拉力仪线性度、灵敏度受金属应变计基底参数、胶接工艺、电路参数、外观结构等因素影响;与非仪器结扎组比较,脑缺血模型动物死亡率降低了42.22%.实验动物脑血流量下降程度与结扎力递增呈对应关系;海马组织苏木素-伊红(HE)染色后光镜检测发现神经元排列松散,神经元数量减少乃至消失,神经元胞浆染色变淡及齿状回出现神经元固缩.不同结扎力组间比较显示,1.5 N组内大鼠海马组织形态个体差异最小;Morris水迷宫结果显示,与假手术组比,1.5 N结扎组、2.5 N结扎组大鼠逃避潜伏期显著增加(P<0.05),且1.5 N结扎组大鼠站台穿越次数显著下降(P<0.05),出现了明显的学习记忆障碍.证伪了实验室前期实验中2-VO大鼠结扎力越大,结扎效果越佳的理论.得出结扎力标准偏差越小结扎效果越好,且结扎力量化可控的结论.该血管阻断拉力仪应用于医药学基础实验研究具有重要意义.

双血管蒂髂骨皮瓣移植修复小腿骨软组织缺损

目的探讨双血管蒂髂骨皮瓣移植修复小腿骨及其周围软组织缺损的方法及临床效果。方法2001年5月至2006年3月,应用同时携带旋髂深及旋髂浅双血管蒂的髂骨皮瓣移植治疗23例胫骨骨软组织缺损,切取髂骨块大小4 cm×3.5 cm^9 cm×3.5 cm,皮瓣面积最小5 cm×8 cm,最大12 cm×23 cm。结果23例骨皮瓣全部存活,6周可见移植髂骨与受区胫骨断端间有少量骨痂形成,平均骨性愈合时间6个月。全部病例术后随访6个月~3年,行走负重良好,外形满意。结论此术式是治疗胫骨骨软组织缺损的一种良好方法,双血管蒂为骨皮瓣尤其是皮瓣的存活提供了可靠保障。

艾萨炉水模型内气泡运动的模拟

根据相似原理制作艾萨炉水模型,采用计算流体力学(CFD)中的VOF模型对水模型内气泡运动进行数值模拟研究,模拟结果与实验结果吻合良好。研究显示:从喷枪喷出的高速气流在熔池中形成气泡,膨胀、上浮至液面处破裂,熔池内的液体在气泡周围做环流运动,气泡频率随气体流量的增加而减小。通过膨胀-脱离模拟并结合气泡受力情况,进一步验证了模拟结果的合理性。

多耦合场下带缺陷肝血管灌注过程的动力学研究

目的以前期肝血管灌注的研究为基础,使用动力学方法研究并仿真肝血管在堵塞或带有异物时灌注过程中的流体动力学行为和血管壁力学特性,探究其变化规律及各种因素对灌注过程的影响程度。方法依据医学影像数据构建肝脏直血管和弯曲血管实体模型,提出估算灌注速度的数学方法,仿真模拟血管内灌注液的流动;在双向耦合条件下对血管壁进行力学特性分析,同时在多耦合条件下提出灌注参数优化。结果供肝血管管径改变(如血管痉挛)或在血管内突发栓子情况下进行灌注时血管内流体动力学行为是:(1)当血管堵塞程度不同时,前半段的变形比后半段变形要严重;(2)相同条件下,弯曲血管变形远大于直血管变形。结论仿真结果较为清晰地显示提出的估算灌注速度的方法是可行的,仿真灌注下血管内的流体动力学行为以及血管壁的力学特性双向耦合结果分析符合医疗实际。利用该速度进行灌注得出仿真结果显示,各个因素对于灌注过程中血管壁的特性影响程度从大到小依次为:堵塞程度、血管形状和异物位置,并在流-固-热多耦合场条件下得到了血管灌注参数的优化值。

柴油温度对燃烧火焰温度和碳烟生成的影响

通过定容燃烧弹,采用双色法研究不同柴油温度对冷起动过程中燃烧火焰温度和碳烟生成特性的影响,获取缸内燃烧火焰温度分布和表征碳烟分布的KL因子.结果表明:在喷油后3.5~6.0 ms的燃烧稳定时期,柴油温度为40℃的火焰中大于2200 K的区域约占60%,柴油温度为20℃的火焰中大于2200 K的区域约占55%,柴油温度为0℃的火焰中大于2200 K的区域约占40%.随着柴油温度的降低,柴油蒸发吸热量增加,局部范围内温度下降,使火焰高温区面积减小,火焰温度总体降低.在燃烧稳定的时期,柴油温度为40、20和0℃时,KL因子大于0.9的碳烟较多的区域分别占60%、50%和40%.随着柴油温度降低,着火滞燃期增加,油、气混合的时间增长,局部空燃比更大,导致KL因子随着柴油温度的降低而减小.

小当量双层爆炸容器的研制

给出了一种可以减轻质量、减小成本的单次使用的双层爆炸容器结构形式,以一台2 kgTNT当量双层爆炸容器为对象,根据爆炸力学理论对其进行了设计分析。对该容器进行了动态测试,测试结果表明,该容器设计满足安全要求。

舰艇编队协同防空武器组织的研究现状与展望

针对舰艇编队防空作战中武器的敏捷协同与优化组织问题,分析了舰艇编队防空武器运用的历史衍变,综述了国内外关于武器组织的概念认知,引入双边匹配决策理论,剖析了舰艇编队协同防空武器组织问题的本质,凝练出1个科学问题、定位了4个关键技术,提出了基于动态双边匹配的舰艇编队协同防空武器组织技术框架,可为网络中心战条件下舰艇编队协同防空武器组织方法研究提供支持。

氧气和氮气的吸附动力学行为测定

利用双柱定容容量法实时记录的数据研究了氮气和氧气在碳分子筛及13X分子筛上的吸附动力学行为,重点讨论了吸附时体系内的温度变化情况以及温度变化对于吸附和扩散行为的影响,指出建立数学模型时,温度变化的不可忽略性,同时获得了可用于非等温动力学模型计算的数据。

基于PLC控制的电动水阀安全检测系统

针对家用和类似用途电动水阀类产品,以相关的国际和国家标准为研究依据,以节约试验用资源和热能为目的,基于气压-水压联合控制技术和电工电子技术,采用了温度闭式水循环和二级压力容器的设计方案,实现了水压水温可编程、系统压力动态稳定的电动水阀安全检测系统的研制与开发。研究结果表明,该检测系统能精确可靠地完成电动水阀类产品的安全性检测。

表面更新型搅拌釜中非牛顿流体脱挥特性的研究

探讨了高粘流体脱挥过程的容积传质系数,提出用氧探头放在气相测试的方法,建立并求解了测定模型,利用该法测定了双轴表面更新釜中采用三种不同型式的桨搅拌非牛顿流体时的脱挥性能,对结果作了关联,并对各种桨型的脱挥性能进行了评价。

压力容器外部冷却非加热实验研究

压力容器外部冷却(ERVC)作为一项重要的严重事故缓解策略,可以将事故进程终结在压力容器内,实现熔融物堆内滞留(IVR)。但在核电厂应用ERVC策略之前,需要对其流动和传热过程进行实验研究。本实验采用1∶1模拟循环高度的切片实验装置模拟中国改进型三环路压水堆(CPR1000)压力容器外部冷却两相自然循环过程,研究其外部冷却流道结构及尺寸对外部冷却流动的影响。实验结果表明:进出口面积、贯穿件及保温层结构等对外部流动存在着不同程度的影响,其中进出口面积对循环流量的影响是主要的,但贯穿件对传热现象的影响需要进一步的分析和验证。试验中注气流量与回路循环流量的最大测量误差分别为12.9%和3.4%。

轻密度颗粒在搅拌槽内悬浮特性的数值模拟

轻密度颗粒在搅拌槽内的悬浮特性是其在工业应用中非常关键的问题。该文采用多重参考系(multiple reference frame,MRF)法和以颗粒动力学为基础的Euler-Euler双流体模型,对轻密度颗粒在双层圆盘涡轮桨搅拌槽内的悬浮特性进行数值模拟,得到了槽内的宏观流动场和固含率分布等,采用文献试验数据对模拟结果进行了验证。结果表明:总体上轻密度颗粒固含率分布沿轴向高度增大而增大,并存在分区现象,在液面中心处颗粒浓度最高,颗粒易在此处堆积,而在槽底中心处则固含率最低。在循环涡涡心和桨叶后部,颗粒浓度相对较高。轻密度颗粒的加入使搅拌槽内液相速度略有降低。搅拌转速增加或颗粒粒径减小有利于颗粒的均匀悬浮,颗粒含量的变化对固液悬浮的均匀性影响不大。该研究可为轻密度颗粒悬浮搅拌反应釜设计、优化和放大等提供参考。

喷吹搅拌系统中气液动力学行为的混沌识别

以底吹熔池熔炼过程为研究对象搭建水模型实验平台,捕获气体喷吹系统内气泡流型的彩色图像,对彩色图像进行灰度化,去噪及二值化操作后得到贝蒂数,以贝蒂数来表征气液二相混沌效果,引入0-1测试法并通过数值模拟验证该方法的有效性。运用回归方法和关联方法的0-1测试法检测贝蒂数时间序列的混沌特性,考察了喷枪倾角及数目对本系统混沌特性的影响。研究结果表明:模拟数据验证了0-1测试法在区分系统混沌特性方面的有效性;6组工况均表现出混沌特性;对每组工况的贝蒂数时间序列分别基于回归方法和关联方法进行了0-1测试,显示关联方法较回归方法更为显著,且渐近增长率Kc中值在一定程度上反应了各工况的混沌强弱程度。此研究为强化流体混沌混合提供了直观简便的测试方法。

R717双蒸发温度回路三级混流制冷系统的研究设计

基于降低初投资、节约能源、与环境友好及符合国情的原则,从制冷剂选用和制冷系统构成两个方面,探究"超低温"冷库制冷系统的设计方案和适用技术路线,完成了以天然工质氨为制冷剂,双蒸发温度回路三级混流制冷系统的可行性研究及其关键设备的开发设计,并以此建造了具有-30℃和-60℃库温,库容分别为30吨和200吨双冷间的"超低温"实验冷库。试运行半年,完全达到设计要求,已通过山东省科技厅专家组技术鉴定。

复杂血管内两相流数值模拟

为了更全面的了解复杂血管内部流动状况,采用液固两相流模型和脉动速度入口条件,对分叉弯曲复杂血管内部两相流动进行模拟分析。通过对其压力、速度、流线、壁面剪切应力、红细胞体积浓度分布等流动参数分析,发现在血管弯曲和分叉区域,血液流动复杂,容易产生低速回流区或二次回流,而且剪切应力较低,红细胞体积浓度较高。

两层桨搅拌釜内混合过程的新二维单元串联模型

在直径为 1 86mm的立式搅拌釜内 ,利用热电偶—温差法测量了两层组合桨搅拌釜内的液相混合时间 ,试验中采用的搅拌桨有直叶圆盘涡轮和斜叶涡轮 (上推式斜叶涡轮 PTU和下压式斜叶涡轮 PTD) ;根据激光多谱勒测速仪对流场的测量结果 ,提出了一种新的二维单元串联模型 ,用该模型对两层组合桨搅拌釜内的混合过程进行了模拟 ,发现模拟值和实验值吻合较好。

两相区热处理对Q345R压力容器钢带状组织的影响

Q345R压力容器钢调质处理后的带状组织缺陷是导致Q345R钢氢致开裂(HIC)的主要原因之一。试验发现,在常规的调质热处理的基础上,增加两相区正火热处理可以改善Q345R压力容器钢中带状组织。当两相区正火温度从740℃增加至780℃时,带状组织逐渐消除,Q345R钢组织转变为块状铁素体和针状铁素体。当正火温度从780℃增加至800℃后,增加了带状组织数量,消减效果降低,组织由针状铁素体+块状铁素体转变为针状铁素体+块状铁素体+少量马氏体。在40 mm厚Q345R钢板淬火、高温回火两段热处理中间增加两相区正火热处理,钢带状组织明显由3.5B级降为0.5B级,且力学性能能够满足标准要求。因此,采用两相区正火工艺可以在获得高强度高韧力学性能的同时,有效改善Q345R钢调质热处理带状组织。

基于AIS的航道移动瓶颈元胞自动机模型

针对进出口航道中经常出现的水上"移动瓶颈"现象,提出一种基于AIS的元胞自动机航道移动瓶颈模型。结合算例,利用模型给出相应的船舶交通流元胞自动机时空斑图,并对影响航道通行能力的移动瓶颈长度、瓶颈移动速度、船舶到达率等交通要素进行仿真分析,从机制上给出相应的措施,提高航道通行能力,降低船舶滞留率。

基于双光子技术的脑血管结构和功能检测方法的建立

双光子显微镜是结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的一项新技术,具有探测能力强、光漂白小的特点,在活体动物脑血管研究中具有特殊优势。该文介绍了双光子显微镜的基本原理和组成,并从仪器开机、操作流程、注意事项等方面介绍了双光子显微镜的使用方法。详细阐述了双光子显微镜在脑血管研究中检测方法的建立和注意事项。具体包括观察脑血管立体分布和增值,量化血流速度,检测白细胞与内皮细胞的相互作用,构建脑血栓动物模型。建立了利用双光子显微镜检测活体动物脑血管平台,为脑疾病基础研究和创新药物开发提供了先进的技术手段。