高速铁路线下工程沉降差压式精密测量系统

为精确获取高速铁路基础结构沉降变形信息,提出了差压式沉降测量方法,以静止流体欧拉平衡微分方程为基础,讨论了测量基本原理,通过差压处理及对流体密度进行温度修正解决了温度变化引入测量系统误差的问题,对传感器量程、热漂移特性等关键技术参数进行了分析,设计集成了沉降自动化精密测量系统HSMS-1.对高速铁路某线桥梁基础沉降的实测结果表明: HSMS-1在-18~42 ℃环境温度内与电子水准仪测值一致,最大偏差仅为0.44 mm, 300 mm量程沉降测量系统测试准确度可达0.2级,适用于复杂自然环境下高铁线下工程沉降的长期自动化测试.      

潜艇螺旋桨直接辐射噪声的数值计算

采用计算流体力学与声学边界元方法相结合求解了潜艇尾部大侧斜螺旋桨的直接辐射噪声.与一般螺旋桨噪声计算不同的是,螺旋桨非定常计算时引入了潜艇尾部桨盘面的速度分布作为非均匀来流,能够提供更加真实的螺旋桨脉动压力源场.提取桨叶表面的声偶极源项后,采用边界元方法,求解FW-H方程,得到了螺旋桨空间测点的声压谱和总声级.桨盘面速度分布由全附体潜艇粘性流场数值计算得到,其可信性由艇体表面的压力系数与试验值的比较给予了验证.螺旋桨数值模型的可信性由敞水特性预报值与试验值的比较进行了验证.     

基于CFD的三氟甲烷气体灭火系统管网压力损失计算方法研究

为了研究三氟甲烷灭火剂在管网内流动时的压力损失计算方法,在分析和研究相关实验和理论的基础上,提出并建立了三氟甲烷的CFD模拟方法,进而获得了新的压力损失计算公式,并通过实验对新的计算公式进行了验证,验证结果表明基于CFD的管网压力损失计算方法,直观性强、可靠性高,能较为准确地描述三氟甲烷在管网中流动时的压力损失.     

舰船发动机排气管内顺流喷雾降温的CFD分析

发动机排气管废气出口温度过高是影响舰船红外隐身性能的重要因素之一.在排气管内喷雾能有效降低废气出口温度.针对排气管内顺流喷雾时的气液两相湍流流动与热质传递,用Euler-Lagrange方法建立了数理计算模型,用CFD计算软件进行了数值模拟.考察了水雾出口温度、水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径对喷雾降温效果的影响.结果表明:排气管内顺流喷雾时,废气出口温度大幅降低,呈倒钟形分布;废气出口温度的大小和分布与水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径息息相关;水流量越大、雾滴初始粒径越小,则废气出口温度越低,废气出口温度与水流量的大小基本呈线性关系;雾滴初始粒径越小、水雾喷射夹角越大,则废气出口温度分布越均匀;而废气出口温度的大小与分布对水雾出口温度的变化并不敏感.     

工程车辆散热器模块散热性能数值仿真

为了了解工程车辆散热器模块在不同工况下的性能变化规律,保证其工作稳定性,结合工程车辆的原始资料,在UG NX7.0软件中建立动力舱的三维物理模型.用热交换模型表征车辆散热器模块,采用CFD数值方法对虚拟风洞内的动力舱模型进行仿真,对各工况下散热器模块散热性能进行分析,并进行实验验证.结果表明:各工况下散热器内部热交换过程均呈现梯度变化;随着回流热空气温度升高,散热器的工作效率逐步降低.当其效率不能满足整车需要时,整车会出现系统过热以及工作性能不稳定现象.对比仿真与实验数据,两者误差在2.83%～4.07%之间.     

不可缩球绕流的Navier-Stokes方程的解

一百多年来 ,流体力学虽然发展很快 ,但一直未找到它的基本动力学方程 Navier- Stokes方程的任何真正解 (非简化解 ) ,本文利用自己特有的平衡——待定系数法解决了这一问题 ,证明了其解的存在性。另外 ,在牛顿流体的情况下 ,压强 p不可能为负值 ,但此方程的解适合于整个实数域 ,因此 ,必须对 p的值域进行限制 ( p>0 ) ,这就是本文提出的以分离流动为依据的边界约束条件。此解法是一种通用解法 ,它适合于其它坐标系和比球面边界更复杂的边界条件 ,也可以推广到 3、4维可压缩的粘性流动的研究中。     

Enthalpy and exergy transfers of high pressure switching expansion reduction

The energy balance, air internal energy, enthalpy and exergy transfers of high pressure switching expansion reduction (SER) are comparatively analyzed in this paper to give a better understanding about the exergy analysis and its difference between energy conversion analyses for the pneumatics. In SER, the exergy transfer efficiency is much lower than the enthalpy efficiency. The enthalpy efficiency is primarily related to the initial pressure of supply tanks, and the exergy efficiency is primarily related to the pressure reduction ratios. Heat transfers increase the internal energy, enthalpy and exergy of air; the influence on exergy is relatively small. The total enthalpy in SER decreases as the air temperature decreases in the expansion process of the air. And exergy loss is primarily related to the irreversible process of isenthalpic throttling but not energy conversion. Based on the analyses, to improve the exergy efficiency of the pneumatics, the pressure reduction without power output should be avoided.     

公路隧道通风中射流风机纵向最小间距研究

射流风机纵向最小间距的确定对于风机正常经济的运行起着十分重要的作用。通过对射流风机工作原理和隧道内流态进行分析,依据射流力学的有关原理找到了影响射流风机纵向最小间距的因素和计算方法。确定射流风机纵向最小间距的计算方法通过工程类比和CFD软件数值模拟验证,符合真实情况,可为今后射流风机纵向最小间距的确定提供指导。     

公路隧道通风中射流风机纵向最小间距研究

射流风机纵向最小间距的确定对于风机正常经济的运行起着十分重要的作用。通过对射流风机工作原理和隧道内流态进行分析,依据射流力学的有关原理找到了影响射流风机纵向最小间距的因素和计算方法。确定射流风机纵向最小间距的计算方法通过工程类比和CFD软件数值模拟验证,符合真实情况,可为今后射流风机纵向最小间距的确定提供指导。     

Characteristics of flow field around an underwater projectile with natural and ventilated cavitation

The present simulation investigates the multiphase cavitating flow around an underwater projectile. Based on the homogeneous equilibrium flow assumption, a mixture model is applied to simulate the multiphase cavitating flow including ventilated cavitation caused by air injection as well as natural cavitation. The transport equation cavitating model and a local linear low-Reynolds-number turbulence model are incorporated to the equation system. The calculations are executed based on a suite of computational fluid dynamics code. The hydrodynamics characteristics of flow field under the interaction of natural cavitation and ventilated cavitation are analyzed. The results indicate that the ventilated cavitation numbers and the drag coefficient are relative to the natural cavitation numbers and gas flow rate in the multiphase cavitating flows.     

A STEP-BY-STEP INTEGRAL METHOD FOR ACTIVELY CONTROLLED STRUCTURES

Introduction　　 Since 1 970 s,the researches in active controlofcivil engineering structures have been developedfor30 years[1] .It is now at the stage where full-scale active systems are installed in actual struc-tures and perform well for the purposes intend-ed[2 ,3 ] .Although a significant progress has beenmade,the true potential of active vibration controlremains non- exploited fully[4] .For example,manyof the current operating systems are designed pri-marily on the basis of the classical…     

多孔介质流动的直接数值模拟

基于计算流体动力学软件Fluent建立了一个二维DNS模型,研究了多孔介质中的流动阻力和压降.模拟时对填充的圆柱粒子采用了2种几何排列方式,即直排和叉排.DNS直排模型的压差为53.5Pa,接近于采用原始系数A=150,B=1.75的尔格方程计算结果55.6Pa.叉排模型的压差为65.1Pa,接近于采用修正系数A=180,B=1.80的尔格方程计算结果62.1Pa.对于真实多孔介质材料的模拟来说,圆柱形粒子叉排比直排更为准确.因此DNS结果确认了修正系数组(A=180,B=1.80)比原始系数组(A=150,B=1.75)更适合尔格方程模型.应用文中推荐的DNS方法,通过采用不同的粒子几何排列方式、填充不同形状的粒子可以进一步地预测尔格方程系数或改善其他的多孔介质模型.     

公路路面热辐射对汽车排放NO_x扩散特性的影响

针对公路沥青路面热辐射,建立了三维大气流动及机动车排放物扩散的CFD仿真模型,进行了非定常三维湍流流动模拟;结合气象因素及单车排放NOx扩散浓度的实地测试,研究了路面热辐射对机动车排放物扩散的影响。结果表明:路表加热作用所产生的热力环流使得污染物能够被有效地输送和扩散至上空,从而使得近地面的污染物浓度下降;随地表温度增高,输送效应增强;在尾气排放方向处于距排气口10 m远处,人的呼吸带高度处NOx浓度仍然较高;NOx扩散浓度的模拟值与实测值具有较好的符合,验证了数值模型的可靠性。     

深水桥梁墩水耦合抗震分析方法

为正确采用动水压力计算方法,提出了一种新的深水桥梁墩水耦合计算方法结合法,即将Morison方程与计算流体力学相结合,分析深水桥梁墩水耦合抗震问题.ANSYS-CFX模型计算表明:结合法能较好地进行墩水耦合抗震分析;深水环境使墩顶最大弹性位移减小,最大刚体位移增大,结构整体变形增大;刚体运动附加动水力对桥墩起主要作用,但应同时考虑弹性振动引起的动水压力.      

基于PSO优化RBF-NN的磁浮车间隙传感器温度补偿

针对高速磁浮列车悬浮间隙传感器的温度漂移现象,建立了基于RBF（radial basis function）神经网络的间隙传感器温度补偿模型.通过对全局最优粒子执行梯度下降寻优,将粒子群优化算法与梯度下降算法结合得到一种寻优能力更强的混合算法,并将该方法用于RBF温度补偿模型参数优化,提高了间隙传感器的补偿精度,最后,使用现场可编程门阵列FPGA（field-programmable gate array）实现了该补偿模型并进行了实验.实验结果表明:该方法能够较好地对间隙传感器进行温度补偿,补偿后的传感器输出不受环境温度影响,全量程范围内最大误差为0.45 mm,8~12 mm工作间隙范围内误差为0.16 mm.      

高速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析

以Lighthill方程为基础,采用边界元法并与计算流体动力学相结合,对高速列车表面气动噪声偶极子声源进行数值分析,以获得高速列车表面气动噪声偶极子声源分布.探讨了不同车速工况下列车车身表面气动偶极子声源的强弱及其分布特征,在此基础上对基于表面气动偶极子声源的列车外部气动声场进行了数值分析.研究表明:列车运行速度为270 km/h、频率为2.5 kHz时,声压级在90 dB以上的气动偶极子声源主要分布在车底转向架附近,其最大声源声压级约97 dB,是高速列车主要的气动噪声源区.     

超声波液位测量仪的误差分析与抗干扰措施

在超声波测距中对产生测量误差的原因进行了分析。并提出了提高测距精度的方法，具体讨论了温度补偿和对时间计算的误差修正。     

基于Swift的汽车外流场三维数值模拟

利用计算流体力学（CFD）方法,借助仿真模拟软件Swift对高速轿车外流场进行数值计算,得到轿车三维速度矢量分布图和纵向对称面内的压力系数分布图,并将计算结果与其他软件的计算结果进行对比,结果吻合较好。     

基于温度比拟法的隧道衬砌水压精细化模拟分析

为验证温度比拟法在隧道衬砌水压计算中的精度与可行性,在隧道开挖未支护、施作衬砌以及围岩注浆3种工况下,将该法的计算结果与理论解析法轴对称解、流固耦合法进行对比.针对高速公路典型双车道马蹄形断面建立含有隧道防排水系统的精细化模型,研究衬砌外水压力在隧道横断面和纵断面上的分布规律.结果表明:施作衬砌后,衬砌外水压力明显增大,围岩注浆则可在围岩和衬砌之间形成水压过渡缓冲区,使衬砌外水压力减小;衬砌外水压力在纵向排水管以上呈周期性分布,在排水节间中部最大,在环向排水管处最小;横断面水压则呈现倒葫芦形,在拱脚处最小,在拱顶和仰拱处较大;在既定的计算假设下,温度比拟法与轴对称解的最大误差为0.3%,与流固耦合法的最大误差为14.8%,满足工程精度要求.      

绕方柱流速度场的数值模拟

采用有限差分法 ,对雷诺数为 2 .2× 10 4 的三维绕方柱流的速度场进行了大涡模拟。运用时间分裂控制(Split Operator)法 ,将N S方程分为对流步、扩散步和传播步。对Smagorinsky假设在近壁区的发散问题用两层模型而非通常采用的WallDampingFunction进行处理。对流项用迎风 中心差分格式模拟 ,压力方程用SOR法迭代求解。计算得到的沿对称线的时均顺流向速度的计算结果与文献上的实验结果进行了比较 ,结果吻合较好。