超微粉制备中的感应等离子炬温度场数值模拟

为了得到超微粉制备中的感应等离子炬温度场,根据传热学Navier-Stocks方程及电磁理论,在高频感应等离子炬中建立了电热以及流体耦合控制方程.利用有限元方法对制粉过程中的电热效应及流体-热交互耦合进行数值模拟,得到高频等离子炬气动过程中的速度分布及温度场分布.结果表明:在等离子体加热部分存在涡流,温度的最高点不在轴线上,输入功率越高,距离线圈越近;在相同进气流量条件下,输入功率为2 kW时,温度最高点距离线圈0.062 m,输入功率为5 kW时,温度最高点距离线圈0.039 m.     

招弧角电极直流电弧运动特性分析

接地极线路是直流输电系统的重要组成部分，是直流系统不平衡电流和大地回流的入地通道.接地极线路遭遇雷击时，入地电流会在招弧角间隙形成稳定电弧，由于直流电流不存在周期性过零点，直流电弧很难熄灭，进而破坏线路绝缘，严重威胁直流输电系统安全.针对接地极线路招弧角处于野外开放空间、电弧运动受多场耦合影响的特点，建立了招弧角电弧磁流体动力学二维仿真模型，研究气流速度、方向以及招弧角结构对直流电弧运动特性的影响.研究表明：招弧角电极电弧主要受电磁力作用沿电极扩张方向运动，通过吹弧和拉伸，降低电弧温度，提高电弧电压，使电弧更利于熄灭；气流环境对电弧动态特性产生较大影响，同方向风速有利于电弧的吹离和疏导；同等风速下，水平方向气流吹弧效果更显著；电极样式对电弧的拉伸有重要影响，同等间隙距离下，双羊角电极对电弧的拉伸作用比单羊角电极更强；在入地电流持续注入的情况下，电弧易重燃，且难以彻底熄灭.     

发动机液压挺柱的氩弧焊接组装

针对某小型高速发动机,设计了一种液压挺柱。通过试验对各种组装方法加以分析、比较,最终确定采用氩弧焊接进行组装。试验结果显示液压挺柱工作可靠,说明采用氩弧焊接是可行的。     

轴向外磁场作用下钨极氩弧焊电弧温度场的研究

以轴向外磁场作用下的钨极氩弧焊模型为研究对象,通过求解质量方程、动量方程、能量方程、电流连续方程和磁场方程,得到轴向外磁场作用下的钨极氩弧焊电弧温度场呈现中空的钟罩型,阳极表面呈现双峰温度分布。     

外加磁场对氩等离子体鞘层尘埃粒子密度分布的影响

采用流体模型数值模拟了含有尘埃粒子的氩等离子体鞘层结构,研究了外加磁场对鞘层内尘埃粒子密度分布的影响.模拟结果显示外加磁场能够改变鞘层电势分布,使尘埃粒子受到的电场力随之改变.同时,外加磁场对尘埃粒子的密度分布有明显的影响.随着磁场平行基板分量增大,尘埃粒子在鞘层内聚集区域将远离鞘层.如果尘埃粒子较小或磁场较强,尘埃粒子可以离开鞘层,不打到基板上.因此可以利用外加磁场调控鞘层内尘埃粒子的运动方向.     

尘埃粒子在等离子体磁鞘中的运动

采用单粒子模型数值研究了尘埃粒子在等离子体磁鞘中的运动.鞘层模型包含热电子、冷离子、中性粒子和尘埃粒子.等离子体磁鞘结构与无外加磁场的鞘层相比较其结构不同,数值模拟工作研究了尘埃粒子在有磁场的等离子体鞘层中的运动特性,讨论了尘埃粒子初始位置、初始速度对尘埃粒子运动状态的影响.模拟结果显示在等离子体磁鞘中,磁场能够调节尘埃粒子与基板间的距离,使尘埃粒子偏移远离基板.     

高大厂房分层供热数值模拟研究

根据高大厂房分层供热的特点，在对物理模型合理简化的基础上，采用二维Ｋ－ε紊流模型进行数值模拟，利用控制容积法对控制方程进行了离散，同时采用交错网格和ＳＩＭＰＬＥ法，建立了计算高大厂房速度场和温度场的数值模拟软件。结合太原机务段厂房供热改造课题，计算不同室外气温下厂房内的温度分布以及室内工作区平均室温满足采暖要求时室外气温最小值。     

动车组车内行李架火灾数值模拟

建立了模拟动车组车内火灾的计算流体动力学模型,基于低马赫数三维非稳态Navier-Stokes控制方程,使用大涡（LES——LargeEddySimulation）湍流模型计算火驱动的空气流动,对动车组行李架上小型火灾进行了数值仿真研究,分析了动车组行李架上小型火灾时车内烟气、温度及速度分布特点．结果表明：行李架上小型火灾事故时,烟雾仅在车顶部空间蔓延,只有顶部空间温度升高较为明显,既车顶部火源较小的小型火灾可以导致较高的局部高温．     

Benard对流问题五模类Lorenz方程组的动力学行为及其数值模拟

考虑底部温度高于顶部温度的两平行板间流层的Benard对流问题,该问题可以用Navier-Stokes方程与热传导方程来描述,对其速度场和温度场等相关变量进行二维傅立叶展开,经过复杂运算得到几个新五模类Lorenz方程组,对这些方程组的动力学行为进行了数值模拟.     

Benard对流问题五模类Lorenz方程组的动力学行为及其数值模拟

考虑底部温度高于顶部温度的两平行板问流层的Benard对流问题,该问题可以用Navier—Stokes方程与热传导方程来描述,对其速度场和温度场等相关变量进行二维傅立叶展开,经过复杂运算得到几个新五模类Lorenz方程组,对这些方程组的动力学行为进行了数值模拟．     

受电弓滑板载流磨损机理演变过程试验研究

为了研究高速弓网系统材料载流摩擦磨损行为,采用高速环-块式载流磨损试验机,研究了载流200 A、法向载荷70 N、滑动速度80~160 km/h条件下,纯碳滑板/铜合金接触线之间电弧放电现象和纯碳滑板的载流磨损特性,并用光学显微镜来观察滑板磨损表面形貌.研究结果表明:随着试验时间的增加,滑板振动和电弧放电现象逐渐加剧,电弧放电频率先增加后逐渐趋于稳定,电弧平均单次放电能量也增加,滑板磨损量缓慢增加后快速上升;当滑动速度为160 km/h时,试验时间50 min的磨损率(0.037 27 g/km)是试验时间10 min磨损率(0.013 40 g/km)的3倍;高速载流条件下,滑板磨损机理随着试验的进行发生了由轻微机械磨损到重机械磨损伴随轻微电弧侵蚀,最后转变为机械磨损和电弧侵蚀共存状态的变化.      

Analysis of arc physical property of pulsed tungsten inert gas welding based on Fowler-Milne method

Pulsed tungsten inert gas (TIG) welding is widely used in industry due to its superior properties, so the measurement of arc temperature is important to analyse welding process. Arc image of spectral line in 794.8 nm is captured by high speed camera; both the Abel inversion and the Fowler-Milne method are used to calculate the temperature distribution of the pulsed TIG welding. Characteristic of transient variation in arc intensity and temperature is analyzed. When the change of current happens, intensity and temperature of arc jump as well, it costs several milliseconds. The further the axial position from the tungsten is, the greater the intensity jumps, and the smaller the temperature changes.     

Current Density Distribution in Gas Tungsten Arc Welding Process

IntroductionWeldingisacriticaltechnologyinbuildingnuclearreactors,shins,piPelinesandinatomobilemanufaCtuing.BatuPtil1noWtheearemanyproblemsinPractice,understandingthedeVlopmentoftheweldpoolduringweldingisofconsiderablePracticalsignificance.BecauseofthecomPlexityoftheprocessandtl1ePresenceofthebrightarc,directexPerimentalinvestigationsareextremelyexPensiveandoftenimPossibleorimPracticable,thensomemathematicalmethodsareadoptedtosett1PthetfansiellttemPerattirefieldandthefluidflowfieldofthew…     

航空发动机面式空气滑油散热器的性能分析

为了改进航空发动机在地面停机、起飞滑跑等工况下散热能力差的问题，利用发动机进气道作为传热表面设计了一款面式空气-滑油散热器，并基于4分块、7分块、直平面代替弧面等分区模拟的方法开展了其传热特性研究及分块模拟的等效性分析. 研究结果表明:采用4分块、7分块以及直平面代替弧面等条件下散热器和滑油温度分布及变化趋势都基本相似，且温度差都在1 K以内，通过滑油侧与空气侧计算出的单元散热器散热量偏差也都在5%以内；采用分区模拟进行大型面式散热器的散热特性分析以及采用“以直代曲”等方法模拟弧长与直径比在0.203以下的弧面具有可行性和可靠性.      

不同氟化物对钛合金焊接工艺性能的影响

研究通过配置不同配方的药芯焊丝,对钛板进行堆焊.针对堆焊过程中出现的不同试验现象进行统计,并从电弧稳定性、飞溅大小、熔渣脱渣性、焊缝表面成形及气孔等方面,分析钛药芯焊丝中氟化物对其工艺性能的影响.试验结果表明,C组通过BaF2取代CaF2后,电弧稳定性较高,飞溅较小,同时熔渣覆盖均匀,保护效果好,能够实现焊缝成形美观,焊接工艺性能最好.而A组由于冰晶石在熔池中分解,形成气泡放出型飞溅,导致焊缝成形很差.残留于渣中的冰晶石降低了熔渣的流动性,焊缝熔渣没有出现中间薄而两边厚的情况.B组由于Na2 SiF6分解温度较低,Na2 SiF6分解产生的NaF增大了熔渣的流动性,导致焊缝中间熔渣薄而边缘较厚.三组焊缝中均未出现气孔.     

电极间隙对介质阻挡放电特性的影响

为研究不同电极间隙下的表面介质阻挡放电特性,利用相机拍摄等离子实物图,分析电极间隙对等离子延伸的影响;测量其放电波形,分析消耗功率随电极间隙的变化趋势;通过红外热像仪拍摄介质板表面温度分布,探究温度分布特性随间隙的变化,同时测量不同间隙下诱导气流速度大小,分析电极间隙对诱导气流的影响;利用电子天平分析电极间隙对表面介质阻挡放电（SDBD）装置体积力的影响;最后,分别对不同间隙下4个放电参数变化趋势机理进行了讨论. 研究结果表明:等离子体延伸度、消耗功率、最高温度、诱导气流速度以及体积力均随电极间隙的增加呈先增后减的变化趋势;在固定激励电压下,存在一个最佳放电电极间隙. 该研究结果为表面介质阻挡放电装置实现更好的流动控制提供了一定的参考.      

基于动态罚函数的铁路车流分配与径路优化模型

为解决铁路车流分配与径路优化模型中的难约束问题，避免群智能算法在应对该问题时难以求解的不足，提出了一种基于惩罚函数的约束优化方法. 首先，在车流分配及径路优化基本模型的基础上设置虚拟弧，在目标函数中增加惩罚项的方式松弛掉模型中的弧段能力约束，同时对惩罚项中的惩罚力度和惩罚因子设计动态更新的策略；然后，将改进灰狼算法（improved grey wolf algorithm，IGWO）应用于车流分配与径路优化模型的求解；最后，结合某一地区的路网数据，对改进前、后的模型和算法进行对比分析. 算例结果表明:与改进前的模型相比，引入惩罚项之后，IGWO可以在限定的范围内找到满足弧段能力约束的可行解；与灰狼算法（gray wolf algorithm，GWO）相比，IGWO计算所得的配流方案使OD （origin-destination）货流的平均绕行率和货物总走行公里数分别下降了2.6%和5.2%.      

串联半桥式场效应管弧焊逆变器可靠性分析

在建立了串联半桥式场效应晶体管弧焊逆变器主回路工作过程数学模型的基础上，讨论了电路主要参数对逆变器工作过程及其可靠性的影响，指出了弧焊逆变器设计中应注意的问题。     

Optimal posture searching algorithm on mobile welding robot

An independently developed mobile welding robot system is introduced. Kinematics model is the base of robot planning. With the Denavit-Hartenberg method, robot kinematics equation can be gotten. The robot welding torch inclination angle consists of the working and moving angles. According to the kinematics model, both the two angles and torch position can be calculated. Under special moving angle, a two-step algorithm is used to obtain the optimal manipnlator posture. The calculation result shows that the Mgorithm has high precision.     

地铁客室乘坐设备人机功能尺寸设计

为探讨乘客身材特征对地铁客室中乘坐设备功能尺寸设计的影响,运用人机工程学以人为中心的实验和相关分析法展开研究.围绕人的生理结构、心理尺度和乘坐设备的功能属性等因素,结合压力分布实验、虚拟仿真技术和主观评价分析,对人与地铁座椅和扶手之间的功能尺寸配置关系进行了测试与分析.研究结果表明:座椅腰靠纵向外凸圆弧的曲率半径为186 mm、座垫横向内凹圆弧的曲率半径为785 mm时更贴近人体坐姿的生理曲度和满足乘坐的舒适性要求;扶手的吊环高度设置在1 710 mm、横杆高度设置在1 860 mm时能够分别保障不同身材的乘客的使用需求,并能满足适用性、安全性和通行性之间的平衡.