列车气密性静态泄漏理论模型与计算

基于一维等熵流动理论推导了列车气密性静态泄漏状态方程, 考虑泄漏孔流量系数, 得到了压降泄漏时间和总泄漏时间计算公式; 数值模拟了列车气密性静态泄漏的动态过程, 并研究了长细比分别为1∶1、1∶4、1∶8和1∶16, 车内初始气压分别为6、5、4和3 kPa时, 泄漏孔长细比和车内初始气压对列车气密性的影响。分析结果表明: 在车内空气压力从3.0 kPa下降到0.8 kPa的过程中, 数值仿真和理论公式计算得到的压降时间分别为20.25、20.23 s, 与试验结果的相对误差分别为1.41%和1.51%;当泄漏孔长细比为1∶8和1∶16时, 列车车厢内空气压力下降时程曲线基本一致, 泄漏孔气流流量保持不变; 泄漏过程中泄漏孔的气流速度呈现中间大周围小的分布特征, 这是由泄漏孔壁面的黏滞作用引起的; 根据出口截面的中心速度和质量流率得到泄漏孔流量系数为0.71, 车内初始气压对相同指定压力下降时间的影响不足1%;若压降范围一致, 随着初始气压的增大, 压降时间减小, 压力从4 kPa下降到1 kPa的时间为24.18 s, 从5 kPa下降到2 kPa的时间为19.80 s; 数值仿真得到的压降泄漏时间与理论计算结果的最大相对误差为1.22%, 表明理论模型与数值仿真计算方法可以用于计算列车泄漏面积或气密性。      

Error Analysis of Liquid Holdup Measurement in Gas-Liquid Annular Flow Through Circular Pipes Using High-Speed Camera Method

Accurate measurement of gas-liquid phase fraction is essential for the proper modelling of the pressure drop, heat transfer coefficient, mass transfer rate and interfacial area in two-phase flows. In this paper, taking the issue of optical distortion into account, an analytical model was proposed to estimate and correct the liquid holdup in gas-liquid annular flow through a circular pipe using high-speed camera method. The error in the liquid holdup measurement generated from different refractive indices among transparent circular pipe, liquid film and air core was firstly theoretically analyzed based on the geometric optics. Experimental tests were then carried out to identify the difference as well as to validate the proposed model. Results indicated that the prediction of the liquid holdup has a good performance with the experimental data (i.e., mean relative error is 4.1%) and the measured liquid holdup is larger than the real one. It was found that the measured liquid holdup is larger than the real one. Generally, when the real liquid holdup gets smaller, the discrepancy between the measured liquid holdup by image and the real liquid holdup becomes more significant. Thus, after measuring the liquid holdup from the images, the value of the measured liquid holdup must be corrected by the present model in order to obtain the real liquid holdup.     

硬岩掘进机液压阀块设计方法

为了改善基础振动下液压阀块流道流通品质，基于有限元原理建立了基础振动下流道的仿真模型并验证了仿真模型的正确性；分析了基础振动下不同流道的布局方式，工艺孔结构参数，进出口流道长度对流道压降特性的影响；提出了基础振动下液压阀块的设计流程. 研究结果表明:基础振动下U型流道压降特性最好，Z型流道最差；U型流道工艺孔长度越短，流道压降平均值和压降波动越小；Z型流道工艺孔长度为3.5倍工艺孔直径，V型流道的工艺孔长度为3倍工艺孔直径时，流道压降平均值和压降波动较小；工艺孔直径略大于进出口流道直径时，有利于减小基础振动的影响；出口流道的长度在3倍出口流道直径以上时，有利于避免流道出口处于转弯后流场的恢复区. 新的设计方法能够有效减小阀块内流体压降大小，提高压力稳定性.      

合肥地区重塑黏性土细观结构演化三轴CT试验

为研究非饱和黏性土的细观结构演化特征,采用CT-多功能土工三轴仪,对合肥地区重塑黏性土在不同吸力、不同净围压下进行了非饱和固结排水三轴试验,得到了土体内部结构演化的CT 图像、CT 数平均值和方差.研究结果表明:净围压对土体细观结构演化影响显著.净围压较低时,土体经短暂压密后,原有孔洞消失,产生裂纹,裂纹宽度和长度随时间扩展较快吸力越大,裂纹扩展、贯通程度越显著;CT数平均值减小0.26%~4.16%,方差增大15.82%~37.80%,说明土体密度变得不均匀.净围压较高时,土体整体被压密,一般无裂纹产生;CT数平均值增大1.22%~14.87%,方差减小10.02%~83.37%,说明土体密度变得更均匀,土体更致密.      

CFD Analysis of Flow Characteristics of Corrugated Louvered Fins at Low Reynolds

A 2-D laminar flow model was established for CFD analysis of air-flow between louvered fins. Two louvered fins are studied based on commercial software FLUENT. Air-flow pressure drop characteristics are derived on the calculation of Reynolds number from 75.3 to 600.The numerical results are in good agreement with the experimental data when Reynolds is lower.     

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.     

Experimental study on the liquid slug of cryogenic slug flow in inclined tubes

An experimental study was carried out to understand the phenomena of the boiling flow of liquid nitrogen in inclined tubes with closed bottom by using a high speed motion analyzer.The experimental tubes are 0.018 and 0.014 m inner diameter(ID) and 1.0 m in length.The range of the inclination angle is 45°-90° from the horizontal.The experimental observation on the liquid slug was carried out along the tubes.Statistical method was employed to analyze the experimental data.The experiment analyzed the influences of the inclination angle and the tube diameter on the liquid slug length and velocity.The results show the liquid slug propagation velocity increases with the decrease of inclination angle θ.For all cases,the maximum values of the mean liquid slug lengths were obtained at θ = 60°.The mean liquid slug lengths were greater for large tube at higher tube position.These conclusions provide a basis for further study liquid slug of cryogenic two-phase undeveloped slug flow.     

圆筒状褶式机油滤清器的模拟与优化设计

为降低机油滤清器过滤压力损失,通过压力损失试验,确定了压力损失模拟的边界条件,建立了压力损失的二维CFD模拟模型,分析了压力损失特性与影响因素,推导了压力损失与影响因素的多元回归关系式.模拟结果表明:对滤芯压降影响的主次顺序为过滤速度、滤芯折高、流道宽度、折数、滤纸厚度与含尘浓度;滤芯初始压力损失与其结构及运行参数呈非线性关系,并与滤芯褶数存在最佳值;回归关系式的相关系数为0.998,因此,可靠性高.     

列车绕流的瞬态与稳态数值模拟对比

采用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）和基于雷诺平均（Reynolds Average Navier-Stocks,RANS）的SST（Shear Stress Transport）k-ω湍流模型,分别对高速列车单车明线运行进行瞬态和稳态的仿真计算,通过与实车测试数据比较对数值模拟进行了验证.对比分析LES和RANS的计算结果发现：对于车头表面测压点,LES和RANS都能给出高精度的计算结果,且LES的瞬态计算结果表明,表面压力最大值在一个很宽的范围内波动;对于列车绕流结构,LES较RANS表现出更强的小尺度涡的捕捉能力,尤其表现在复杂的尾流区;通过气动力系数的傅里叶变换分析了波动的频域特性.LES在较复杂列车模型外流场模拟中的高计算精度,及其广泛的结果信息可以为列车的系统耦合设计提供可靠的数据参考.     

Predictive Model for Corrosion Rate of Oil Tubes in CO_2/H_2S Coexistent Environment Part Ⅰ: Building of Model

Introduction　　Sincethecorrosionofoiltubesinbrinesolutionscontainingcarbondioxide (CO2 )andhydrogensulfide(H2 S)gasesisasevereprobleminengineering ,itisveryurgenttobuildapredictivemodelofthecorrosionrate(rcorr)foroiltubesinCO2 /H2 Scoexistentenvironment …     

泡沫混凝土气孔结构数学表征及其分析

为分析泡沫混凝土孔结构表征参数之间的关系和气孔结构特点,建立了紧密堆积模型和非紧密堆积模型,基于不同的理论模型推导了孔结构主要参数包括孔隙率、气孔内表面积、气孔壁厚度的计算公式,分析各参数之间的关系;通过实测泡沫混凝土的孔结构参数,验证了计算公式的可行性,并将计算公式应用于泡沫混凝土孔结构特征分析. 研究结果表明:当容重等级小于1 000 kg/m3时,泡沫混凝土形成的气孔结构为紧密堆积型结构,气孔壁厚计算结果与统计结果偏差在12%以内,验证了紧密堆积型结构计算公式的可行性;当容重等级大于或等于1 000 kg/m3时,泡沫混凝土形成的气孔结构为非紧密堆积型结构,气孔壁厚计算结果与统计结果偏差在3%以内,验证了非紧密堆积型结构计算公式的可行性;在相同容重下,气孔壁厚度随气孔直径的增大而增大,随孔隙率的增大而减小;1 m3泡沫混凝土的气孔内表面积可达到3 000 m2以上,气孔壁厚可低至60 μm以下,泡沫混凝土具有多孔薄壁、小体积物料与大体积的气孔空气共存于一体、小体积物料以巨大的面积暴露在气孔的气体之中的结构特征.      

Convective Boiling of Near-Azeotropic Refrigerant R410A in the Horizontal Micro-fin Tube

Using near-azeotropic refrigerant R410A as the working fluid, the experimental studies on the horizontal micro-fin tubes were conducted. Several factors affecting heat transfer coefficients were analyzed, and the characteristics of flow boiling of the refrigerant in the horizontal micro-fin tubes were discussed. The local heat transfer coefficients increase with mass flux, heat flux and quality. And the heat transfer enhancement factor of those testing tubes is about 1.6 to 2.2.     

基于相关分析和安全车距的跟驰模型

为精确模拟动力性能各异的车辆之间的跟驰行为,分析了跟驰实验数据和车辆动力性能,采用回归分析法筛选变量,建立新的跟驰模型。根据车辆动力性能与车距修正模型,使模型模拟结果更符合车辆的动力性能,并具有广泛的适用性。模型模拟加速度、速度和位置与实测值之间的相对误差分别为6.0%、0.1%和1.0%,相关系数分别为0.863、0.998和1.000。由此表明模型可精确模拟车辆性能各异与车速和车间距离散性较大的跟驰车队。     

隧道结构对高速列车穿行过程气动特性的影响

以CRH2型高速列车穿行隧道过程的气动特性为研究对象,建立了列车模型及具有不同缓冲结构、不同阻塞比的隧道计算模型,并与相同工况下的模型实验进行对比,验证了仿真模型的可行性.以kε-湍流模型为基础,对高速列车以不同速度进入具有不同缓冲结构、不同阻塞比的隧道时的外流场进行了仿真模拟.分析了列车在进入隧道时压缩波的产生机理,得到了列车表面风口在车体进入隧道过程中的压力波动情况.仿真结果表明：隧道缓冲结构的缓冲性能按抛物线型、线性、不连续性的顺序依次减小;压力值随阻塞比增大而线性减小.由此提出了减小列车进入隧道时表面压力波动的方法.     

质子交换膜燃料电池的效率分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的效率受燃料电池设计和操作条件等多种因素的影响.文中建立了能够计算PEMFC效率的单电池稳态模型,模型预测的极化曲线与实验结果吻合良好.利用该模型研究了电池工作温度和工作压力对电池效率的影响.计算结果表明,在电池工作温度范围内,提高电池工作温度,有利于提高电池效率,高电流密度电池效率增幅要大;提高阴极和阳极工作压力均有利于电池效率提高,但阴极的工作压力增加对提高电池效率作用明显.     

四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算方法

提出了四肢变截面钢管混凝土格构柱抗震性能有限元分析方法, 应用OpenSEES通用程序对试件进行建模, 计算了格构柱荷载-位移滞回曲线与水平峰值荷载; 以柱肢坡度、轴压比、长细比、支主管面积比、柱肢钢材强度、混凝土强度、缀管布置形式等为拓展参数, 研究了各参数对变截面平缀管式和斜缀管式钢管混凝土格构柱荷载-位移骨架曲线的影响规律; 借鉴等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线统一算法的计算框架, 采用等效长度法, 拟合得到四肢变截面钢管混凝土格构柱骨架曲线各特征值(弹性刚度、水平峰值荷载、峰值荷载位移与下降段刚度) 的计算公式; 结合骨架曲线计算模型, 推导了恢复力模型的计算公式, 并进行了实例验证。研究结果表明: 轴压比、长细比、柱肢坡度、支主管面积比和材料参数是影响变截面格构柱抗震性能的关键参数, 且与等截面格构柱影响规律具有共性, 数值相差不超过20%;各试件特征值计算结果与有限元分析结果均吻合良好, 两者之比为0.990~1.029, 均方差为0.105~0.153, 误差基本控制在15%内; 四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算误差小于12%, 计算结果可靠。      

不同信息下的逐日路径选择行为实验与模型

为研究先进出行者信息系统(ATIS)对出行者逐日路径选择行为的影响，本文基于 Braess路网设计5组具有不同ATIS市场占有率(0、25%、50%、75%、100%)的行为实验.结果表明：3条路径的流量及新增路径保持选择的次数持续波动，随着ATIS市场占有率增大，路网平均行程时间趋于用户均衡，新增路径保持选择的次数呈现增长趋势，且被试对新增路径的选择性偏好增强，Braess悖论的效果也更明显.基于5组实验数据，分别建立普通Logit模型和基于面板数据的随机效应Logit模型刻画路径选择行为.结果表明：当ATIS市场占有率为0时，最佳模型为普通Logit模型；当ATIS市场占有率增大甚至达到100%时，最佳模型均为随机效应Logit模型；未配备ATIS的出行者的个体差异性比配备ATIS的小.     

不同信息下的逐日路径选择行为实验与模型

为研究先进出行者信息系统(ATIS)对出行者逐日路径选择行为的影响，本文基于 Braess路网设计5组具有不同ATIS市场占有率(0、25%、50%、75%、100%)的行为实验.结果表明：3条路径的流量及新增路径保持选择的次数持续波动，随着ATIS市场占有率增大，路网平均行程时间趋于用户均衡，新增路径保持选择的次数呈现增长趋势，且被试对新增路径的选择性偏好增强，Braess悖论的效果也更明显.基于5组实验数据，分别建立普通Logit模型和基于面板数据的随机效应Logit模型刻画路径选择行为.结果表明：当ATIS市场占有率为0时，最佳模型为普通Logit模型；当ATIS市场占有率增大甚至达到100%时，最佳模型均为随机效应Logit模型；未配备ATIS的出行者的个体差异性比配备ATIS的小.     

Multi-Component Model of Diesel Sprays Under High Injection Pressure

The combustion efficiency of a diesel engine depends not only on spray characteristics but also on fuel-air mixing characteristics. Based on the original spray model, a new spray model is established in this paper to accurately predict the diesel spray, and then a multi-component evaporation model is added into it. The model takes the influence of component concentration gradient and species on its evaporation rate in the liquid phase into account. This paper studies the spray characteristics (spray penetration, spray angle and spray morphology) and fuel-air mixing characteristics (spray area, spray volume and air entrainment mass) using the spray model, and the results are compared with the experimental results. The comparison shows that the simulated spray penetration and spray angle are close to the experimental results with the average deviations less than 3%. Moreover, this paper studies the spray area, spray volume and air entrainment using empirical formula under different conditions. And the maximum deviations of the spray volume, spray area and air entrainment mass are less than 5% as compared with the test values. Overall, this spray model can predict the diesel spray characteristics and fuel-air mixing characteristics under high injection pressure accurately.     

双注意力引导的跨层优化交通场景语义分割

针对交通场景目标分割边缘不平滑以及小目标难以准确分割等问题，本文提出一种双注意力引导的跨层优化交通场景语义分割算法。首先，构建多分支特征提取编码网络，并利用串行非比例式空洞卷积实现空间上下文信息提取，进而改善小目标信息的丢失；其次，构建基于空间对齐的跨层特征融合解码网络，实现语义信息和细节信息的融合，增强不同尺度目标的表达能力；最后，提出通道和空间注意力机制，建模全局通道相关性和长距离位置相关性，增强网络对关键特征的学习能力。交通场景数据集Cityscapes和CamVid上的实验结果表明，所提特征提取编码网络、跨层特征融合解码网络以及注意力机制模块是有效的；所提语义分割算法获得了77.79%和78.66%的平均交并比，能够平滑目标分割边缘，尤其对细长条形目标具有鲁棒性。