基于CFD模拟的钢管桁主梁气动特性研究

基于计算流体力学方法,以深圳市拟建山谷沟壑处景观桥为研究对象,建立三维仿真节段模型进行气动性能研究。首先研究节段桁架模型在对称边界条件下的合理性,得出可以利用节段模型来代替三维整桥进行数值模拟。然后通过比较三维整桥模拟与国内现行规范中桁架桥气动参数选取方法,做出检验并提出改进建议。以桁架桥结构截面的外轮廓和实面积比作为控制条件建立二维等效模型,采用4种二维圆管桁主梁CFD计算简化模型,并计算了在-5°、-3°、0°、3°、5°攻角情况下的桁架桥梁静力三分力系数。同时基于非定常时程曲线,对4种二维等效模型附近的空间流场结构、涡振性能差异进行了对比。     

低电导率乙二醇冷却液使用性能研究

质子交换膜燃料电池发动机正常运行时会产生大量热,其中热量的95%由冷却介质带走,而冷却液中离子含量高会导致燃料电池发动机绝缘问题,因此要求冷却液具有高散热性、低的腐蚀速率、高的密封材料兼容性,行业内通常要求电导率小于5μS/cm,传统的冷却液(电导率大于2000μS/cm)不满足质子交换膜燃料电池的使用要求,无法直接使用。本文长期跟踪氢燃料电池车辆运营2万公里左右,对其冷却系统使用的低电导率乙二醇冷却液性能进行全面的跟踪及研究,主要包括冷却液消耗、冰点值,并解释其原理。通过本文的研究为燃料电池低电导率冷却液的开发、标准的制定及车辆的运营维护保养提供了数据支撑及理论指导。     

反应离子刻蚀工艺中颗粒异常分析与改善

在使用反应离子刻蚀(RIE)工艺制造集成电路中,金属刻蚀后原介质层产生密集黑色颗粒物。采用了隧道扫描电镜(STM)的方法,对样片进行观测分析,结果表明该黑色颗粒为碳化后的胺类副产物。通过对反应过程的分析研究,确定了该问题产生的原因。为了解决该问题,在不改变工艺压力和温度的情况下,调整射频功率来提高反应效率。调整完成后进行了实验验证,结果表明该方法切实有效,颗粒问题得到了明显改善。     

弯曲荷载作用下水位变动区域混凝土中氯离子扩散规律试验

为了明确氯离子在水位变动区域混凝土中的扩散特性,研究了干湿交替条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律。试验过程中考虑3个试验因素:混凝土强度等级、弯曲荷载水平、应力性质。试验结果表明:随着混凝土强度等级的提高,氯离子扩散性能降低;随着荷载水平的提高,受拉区混凝土抗氯离子侵蚀的能力降低,受压区混凝土抗氯离子侵蚀的能力有所提高;受拉区混凝土抗氯离子侵蚀能力明显低于受压区;无论承受受压荷载还是受拉荷载,随着时间的延长,氯离子在混凝土中的扩散系数均逐渐降低。     

用于活塞环的多元多层纳米膜的耐磨性研究

采用离子镀表面处理技术,在合金铸铁活塞环、不锈钢镀铬活塞环表面获得CrN T/iN……C/rN多元多层纳米膜。对涂层进行的测试表明:多元多层纳米膜与基体之间的破裂临界载荷大于30N,与基体之间的结合力较高;多元多层纳米膜涂层的摩擦因数为0.14～0.16,粗糙度R a<0.8μm;多元多层纳米膜涂层具有高的耐磨性,提高了活塞环的使用寿命。     

单孔主动预燃室火焰射流机理研究

基于单孔主动预燃室,研究了火焰射流的形成机理。在圆形自由紊动射流理论的基础上,提出了单孔主动预燃室点火的火焰射流贯穿距随时间变化的经验公式。该经验公式可以通过射流锥角、预燃室喷口直径和射流在预燃室喷口处的初速度预测射流贯穿距。通过主动预燃室的定容燃烧弹试验和CONVERGE仿真验证,该经验公式所预测的射流贯穿距和反向求得的射流初速度与实测值吻合,最大相对误差分别为6.92%和5.82%。认为此公式能够正确预测单喷孔主动预燃室的射流贯穿距,对于优化预燃室结构以实现更高效地点火,继而提升内燃机的理论热效率具有参考意义。     

Ballistic performance of ultra-high molecular weight polyethylene laminates against fragment-simulating projectiles北大核心CSCD

[目的]旨在探究破片侵彻作用下高强聚乙烯(UHMWPE)纤维增强层合板的毁伤响应过程、失效模式转变和能量吸收特性。[方法]采用有限元软件ANSYS/AUTODYN,建立UHMWPE层合板抗破片侵彻数值模型,分析UHMWPE层合板的失效模式转变和能量吸收特性。[结果]破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程大致可以分为剪切冲塞阶段和拉伸变形阶段。破片入射速度和靶板厚度会直接影响靶板的能量吸收特性。靶板厚度越大,剪切冲塞模式占比越大。在靶板厚度不变的情况下,随着破片侵彻速度的提高,剪切冲塞模式占比越来越大,最终趋于稳定。在破片弹道极限速度以上初始小范围内,靶板吸能随破片入射速度增大有所减小,随后破片速度继续增加会扩大靶板剪切冲塞破坏范围,导致靶板整体吸能量增加。[结论]基于所建立的数值模型能够较好地模拟破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程,可以为UHMWPE材料在弹道防护领域的应用提供参考。